满在摄影棚顶部的140个数字摄像机组成，搭建出一套表演捕捉技术平台。摄像机通过追踪现场LED灯打出的近红外光谱的反射，将捕捉到的数据传输到一套系统中，再将光谱的反射与演员的运动进行组合分析，得出整个镜头的立体模型。之后，这些数据再被映射到后期的计算机处理，从而令CG场景呈现出高度拟真的效果。卡梅隆亲自参与研发的这种新型虚拟摄影机系统，是对表演捕捉技术的最重要的贡献之一。以前的传统做法都是先将演员的表演动作捕捉抓取后加入到数据库，然后再同虚拟场景进行搭配。卡梅隆让这一切变得更加直观和快捷，不仅令演员可以同步与数字环境进行互动，同时也为导演进行有效指导调配行了极大方便。“它就像一个强大的游戏引擎，如果我想在空中飞或是改变视角，我立刻就能办到。我还可以把整个场景变成50:1的模型布景，在里面穿梭。”卡梅隆如是说。

新技术三：面部捕捉头戴设备(Facial Capture Head Rig)与面部表演捕捉还原系统(Facial Performance Replacement)

　　由于本片超过60%的镜头都要通过表演捕捉完成的CG画面，因而那些特效演员必须身着表演捕捉服，还有装备着微缩高清摄影头的帽子(即面部捕捉头戴设备)。这些摄影头离演员面部只有几英寸，其工作后对准演员脸部，主要采集他们的面部表情以及细微眼球活动，然后将其输入数据库以丰富CG虚拟角色(以纳美人制作为主)的动作表演。全新的表情捕捉系统可以捕捉到演员的每一个细微表情。WETA工作室的艺术家们运用最先进的电脑生成影像技术把拍摄的人物和环境转化成照片级的虚拟影像，最终把观众带到一个广阔的外星世界。

　　另外一个更神奇的发明就是面部表演捕捉还原系统(Facial Performance Replacement)。在传统电影制作当中，如果后期当遇到有更改台词，面部动作重设的需求时，一般都会使用ADR系统(额外对话采集系统)进行修改，即在嘴形无法对上之时，将选取远景活着角色非脸部部分进行补拍以免穿帮。有了面部表演捕捉还原系统，这些麻烦事完全可以迎刃而解。其可以通过已有的表演数据生成新的所需要的面部扫描件和对白捕捉，轻而易举完成修改。

新技术四：容积(The Volume)

　　卡梅隆与其特效团队打造的演员表演捕捉舞台工作点,也可以看作是一个感应舞台系统。规模超大，比以往的表演捕捉舞台大上六倍有余，能够设置出一个完整的新西兰。此次完全是为了能够展现出《阿凡达》中那奇幻瑰丽壮美的外星世界。基本上除了少量的实景拍摄，真人表演以及模型特效外，大部分拍摄工作都是在这里完成的。此系统专门纪录台上演员的动作，亦用一种类似美式足球头盔的“E-Motion Capture”头罩，演员戴上后，电脑可收集演员的面部表情及肌肉变化，效果比上一代的动态捕捉技术更精准。

《阿凡达》技术要求过于超前 14年前放弃拍摄

　　其实早在1995年卡梅隆就已经想拍摄《阿凡达》了，当时已能在好莱坞呼风唤雨的他扮演着电影特效技术创新大师的角色，因为在《终结者2》时，结合模型与CG制作拍摄的特效画面在他的调教下上了一个新台阶。裹挟着对于特效技术近乎狂热的劲头，卡梅隆拿着已经完成的《阿凡达》剧本找上了当时的Digital Domain(业界著名特效制作公司，简称D2)。但以当时的技术水平，想把《阿凡达》中的虚拟世界制作出来，基本上不可能完成的任务。即使被制作出来，也没有几个影院和银幕可以放映。而且3D电影在当时还并不是能被广泛拍摄并放映的。

　　虽然早在上世纪50年代3D技术就已经在电影中使用，但始终是停留在简单的视效呈现跟拉客争人的噱头中。80年代3D被广泛应用到一些类型片当中去(以恐怖，动作，记录片为主)，像《13号星期五》(1982)、《鬼哭神嚎》(1983)、《大白鲨3D》(1983)等都以其作为卖点。不过因为这些影片自身的艺术水准不高，缺乏镇得住台面的大片登场，加之技术上的局限性，来到九十年代后，3D电影更是在很长一段时间内少有人问津，逐渐淡出了人们的视野。另外一方面，在当时能够给影片视听享受以极致体验支撑的IMAX巨幕也是少的可怜。即使在美国这样的电影大国，银幕数与占有量也不乐观，虽然有着为数不少的汽车影院等类似于巨幕形式的放映地，但从硬件条件跟性价比上，也难以令人满意。一直以来，IMAX影院的搭建基本都是在一些诸如展览馆，科技馆，主题公园之类的地方，放映的也是不痛不痒的科教片，纯粹是为了给人们最初级的影音震撼而已。美国况且如此，那么别的国家呢？情况只会更糟，不会更好。

　　基于这样的一个现实考量，卡梅隆最终暂缓了《阿凡达》的拍摄，而转去先制作《泰坦尼克》。不过这并不表示卡梅隆就此永久搁置《阿凡达》的拍摄计划，事实上，拍摄《泰坦尼克》和之后将近十年的沉默都是在为《阿凡达》作准备。

卡梅隆摸索新技术 拍摄IMAX -3D纪录片为《阿凡达》

　　《阿凡达》计划搁浅后，卡梅隆投入了《泰坦尼克》的制作中去，《泰坦尼克》的3-D数字效果总监Judith Crow和他的团队与卡梅隆一起进行实验性的创新，他们在跟踪摄像机的移动和处理调和动作控制数据方面做了很多工作。这些技术帮助拓展了《泰坦尼克》的布景，给电影中不可避免的流水的镜头添加了数字化海平面。其中一个重要的发展是一个用立体摄像术在计算机中构建物理环境的系统。