《阿凡达》全片有超过60%是用动作捕捉技术拍摄的，Weta多年来的动作捕捉经验使卡梅隆对其十分信任，不过由于动作捕捉无法实时看到完成后的效果，卡梅隆提出要Weta能让他像在拍普通电影一样实时看到最终的效果。Weta于是开发出了一种“虚拟摄影机”系统，虽然叫作摄影机，但它其实不是摄影机，而是一种临时的合成显示系统。这个系统主要由电脑和LCD监视器组成，能将演员们的表演与虚拟的电脑背景即时合成，这里的电脑背景还是一个粗糙的草样，合成的画面和电脑游戏差不多，不过它却让卡梅隆在动作捕捉的现场就看到影片完成大概会是什么样子，从而及时找出问题，避免以后返工。这套系统就像一个巨型游戏引擎，给了卡梅隆极大的自由度，他在其中可以以任意角度取景，可以控制每一片云、每一根草。

不过动作捕捉只能捕捉到基本的动作和大致的表情，很多演员非常细微的面部表情都在捕捉的过程中丢失掉了，以往的电影制作者为了弥补这一点，通常在后期动画制作时手工补上这些细微的表情，比如“咕噜”的整个脸部的表情完全就是电脑动画画上去的。但这次卡梅隆想要最大程度的还原演员的表演，把手工动画减到最少。于是，他重拾起了他1995年在一个餐巾上画下的创意：演员头上戴一个头盔，头盔上安装一个微型摄像头，伸到演员脸部的正前方，追踪演员的每一个面部动作。

这个装置取得的效果相当的好，它能追踪到演员很多细微的动作，如皱眉、抽动鼻子、眼睛的一瞥，嘴唇、牙齿、舌头和下巴的联动等等。演员表演的95%都能完美复制到他们的动画角色身上，而在以前这是无法想象的。

动作捕捉之后取得的角色动画模型还很粗糙，卡梅隆将它们发给新西兰的Weta数字特效公司，由后者对其进行进一步的加工。最终《阿凡达》实现了卡梅隆的高标准，片中的CG角色有着照片般的真实感，而且在3D立体效果下，这些角色比在普通2D银幕上看起来更加真实，观众的大脑会被这些以假乱真的画面骗住，感觉这就是真实的事物，而不是图片什么的。

3 身临其境的3D效果

《阿凡达》的一大卖点就是3D立体效果，3D电影其实对很多观众来说不算新鲜，因为这个早在上世纪20年代就有了，在上世纪70年代曾一度风行，但由于当时3D的一些缺陷，观众们在新鲜感过去后就冷落了这种技术。进入新世纪后，随着数字技术的兴盛，3D也重获新生，以数字3D的面目赢得了好莱坞和广大院线老板的青睐。

2003年，当时还在蛰伏期间的卡梅隆推出了一部3D纪录片《深渊幽灵》(Ghostsof the Abyss)，这部影片使用的3D摄影机是他和文斯·佩斯(Vince Pace)发明的，叫做“Pace Fusion 3D数字摄影机”，它有两个高清数字摄像镜头(不是胶片摄影机)，来自于摄像机的双路信号通过电缆传送到一个远程存储系统，根据不同的拍摄条件摄像机的两个镜头还可调整相互之间的距离。

这个3D高清数字摄影机成为现代3D电影的奠基石，不但卡梅隆本人后来拍摄《深海异形》(Aliens ofthe Deep)、《阿凡达》时使用，其他导演拍3D电影也在用它。如罗伯特·罗德里格兹的《间谍小子3》(Spy Kids 3D:Game Over)、《鲨鱼男孩与岩浆女孩》(TheAdventures of Sharkboy and Lavagirl in 3-D)，以及最近几年的《地心历险记》(Journey to the Center of the Earth)、《麦莉·赛勒斯演唱会》(Miley Cyrus: Best of Both Worlds Concert)等。

在《阿凡达》中，卡梅隆摒弃了传统3D电影炫耀式的表现手段(没有弄个东西在观众眼前晃来晃去)，而是让观众全方位浸入到影片所创造的环境中，观众将感到他们是通过一扇窗看，而不是在看银幕。

片中有一场戏男主角杰克·萨利透过飞机的窗户看到外面的巨树、瀑布、丛林，由于3D带来的深度感，观众会感到自己正亲眼看到这样的美景，犹如身临其境。

《阿凡达》对3D影院建设的推动也是巨大的，在2003年《间谍小子3》上映时，整个美国只有79家影院配备了3D放映设备，直到去年夏天也只有800张3D银幕。而从去年下半年到今年《阿凡达》上映之前，这个数字迅速飙升，一下子就增加到了3500家。而媒体对《阿凡达》连篇累牍的报道也让其他国家的院线经营者警醒，他们纷纷进行3D改造，目前中国已经有了800块3D屏幕，发展速度十分惊人。