"Avatar es la película más exigente que yo haya realizado", dice el guionista y director James Cameron. Y ésta es una declaración con resonancias, dado el renombre global de Cameron como maestro narrador: Titanic, Terminator, Terminator 2, El día del juicio, Aliens, Mentiras arriesgadas y Abyss fueron películas rompedoras con una mezcla de espectáculo, narrativa y personajes absorbentes, y magia técnica decididamente al servicio de la historia y de la emoción. La figura central de Avatar, Jake Sully (Sam Worthington) es un hombre de la calle identificable que inesperadamente se levanta para convertirse en un héroe, mientras los sucesos lo introducen en lo profundo de un choque de civilizaciones, entre las grandes corporaciones de la tierra inclinadas al "desarrollo" de Pandora y los autóctonos Navi. Jake es un ex marine que pone su honor y su deber por encima de todo, pero eventualmente deberá elegir entre su honor personal, en defensa de lo que es justo, y su supuesto deber para con los que le han encomendado la misión. "Yo quería crear un tipo de aventura corriente en un ambiente poco corriente", explica Cameron, "encajando el clásico cuento del recién llegado a una tierra y una cultura extranjera en un planeta exterior. La historia en su diseño es clásica con sus gruesos brochazos, pero tenemos cantidad de giros y vueltas en la recámara para los espectadores. Yo había soñado con crear una película como ésta, ubicada en otro mundo, de grandes peligros y bellezas, desde que era un niño cuando leía libros de ciencia ficción y de historietas en cantidad, y me sentaba en la clase de matemáticas dibujando criaturas y seres extraterrestres, parapetado detrás de mis libros de texto. Con Avatar, por fin tuve mi oportunidad".
Cameron no estaba interesado en utilizar maquillaje para crear su especie de extraterrestres. Actores maquillados han interpretado a extraterrestres humanoides durante décadas, desde las películas de serie B de los años cincuenta y durante las cuatro décadas de versiones de Star Trek y otras películas y series de televisión de ciencia ficción. Prácticamente se han explorado cada uno de los diseños y métodos de aplicar goma en las caras de los actores lo que, además, de modo inherente, tiene sus limitaciones. El tamaño de los ojos y el espacio que hay entre ellos no se pueden cambiar. Las proporciones del cuerpo no se pueden cambiar, ni tampoco el tamaño general del personaje. Y el maquillaje con aplicación de goma limita la actuación del actor, debido a que actúa como una barrera entre el actor y el objetivo.
Con el método de captura de interpretación, no se produce ninguno de estos aspectos negativos. Aunque los personajes generados por ordenador de Avatar se asemejan a los actores que los interpretan, sus proporciones fundamentales son distintas. Los ojos de los Navi son dos veces el diámetro de los humanos y están más separados. Los Navi son mucho más delgados que los humanos, con cuellos más largos, y tienen estructuras óseas y musculares diferentes, incluyendo, de manera muy obvia, sus manos de tres dedos. Como personajes creados por ordenador, los Navi y los avatares pueden ser mucho más grandes que los humanos. El maquillaje azul hubiera hecho que la piel fuera opaca, pero con la creación por ordenador, los personajes pueden tener una piel traslúcida que se comporta como una piel de verdad, en la que la pigmentación de la superficie no enmascara el brillo rojo de la sangre que corre por debajo, como cuando la fuerte luz del sol golpea la parte posterior de las orejas de los personajes. Todas estas sutilezas se combinan para permitir la creación de criaturas aparentemente vivas.
Cameron buscaba un modo de llevar la creación de personajes extraterrestres al siglo XXI. En 1995, Cameron observó rápidos avances en los personajes creados por ordenador, y pensó que su proyecto soñado, situado en otro mundo podría ser factible de realizar. Habiendo creado ya personajes por ordenador en Abyss y Terminator 2: El día del juicio, Cameron deseaba llevar el arte de personajes creados por ordenador a nuevas alturas, y de ese modo escribió el visualmente ambicioso Avatar. Pero cuando los expertos en creación de personajes por ordenador desglosaron el tratamiento, Cameron se dio cuenta de que la tecnología necesaria para el fotorrealismo estaba a años luz, por lo que el proyecto fue aparcado.
Cuando Cameron volvió a dar vida al proyecto en 2005, parecía que la técnica requerida estaba ya al alcance de la mano. En ese momento, aún había preocupación de que los personajes no parecieran lo suficientemente reales, y sufrieran el preocupante efecto de "ojos muertos" ya visto en algunas de las primeras películas de captura de interpretación. El equipo de Cameron quería ir mucho más allá de los esfuerzos anteriores, para garantizar el completo realismo de los personajes. Para conseguir esto, desarrollaron un nuevo sistema de "captura de interpretación facial basado en imágenes", por medio de una cámara sujeta en la cabeza que grabara con precisión los detalles más pequeños de las interpretaciones faciales de los actores. En lugar de utilizar la técnica de captura de movimiento colocando marcadores reflectantes en la cara de los actores para capturar sus expresiones, los actores llevaban un casco parecido al de los jugadores de fútbol americano, al que se le aplicó una diminuta cámara. El aparato apuntaba a la cara de los actores y la cámara grababa las expresiones faciales y los movimientos de los músculos en un grado imposible hasta entonces. Lo que es más importante, la cámara grababa el movimiento de los ojos, lo que no había sido el caso con los sistemas anteriores.
El sistema de ajuste en la cabeza permitía que las interpretaciones faciales de los actores fueran capturadas una claridad y precisión sin precedentes. Y, puesto que el sistema de sujeción en la cabeza no dependía de las cámaras de captura de movimientos del pasado, esas cámaras ahora se podían utilizar sólo para capturar el movimiento corporal, por lo que podían moverse mucho más lejos de los actores. Esto permitió al equipo de Avatar utilizar un ambiente de captura mucho más grande, o "Volumen" (plató virtual), de lo que nunca se había utilizado antes. Con seis veces el tamaño de volúmenes de captura anteriores, el Volumen de Avatar se empleó para capturar caballos al galope, escenas de especialistas que requerían una elaborada utilización de de cableados, e incluso peleas aéreas entre naves y criaturas voladoras. De este modo, el revolucionario sistema de sujeción en la cabeza fue la clave, no sólo de los detalles más sutiles en las emociones de los personajes, sino también en el espectáculo más grande de la película.
Otra innovación creada especialmente para Avatar fue la Cámara Virtual, que permitió a Cameron rodar escenas dentro de su mundo generado por ordenador, exactamente igual que si estuviera rodando en un escenario de Hollywood. Por medio de esta cámara virtual. El director podría ver no sólo a Zoe Zaldana, sino a su personaje de piel azul de tres metros de altura, Neytiri. En vez de ver a Sam Worthington y a Sigourney Weaver, vería sus avatares azules gigantes, al completo con sus colas y enormes ojos dorados. Y, en lugar del austero espacio gris de El Volumen, iba a ver la exuberante selva de Pandora, o tal vez las flotantes Montañas Aleluya, o la colonia humana de La Puerta del Infierno.
Después de trabajar los detalles de cómo captar de manera precisa las interpretaciones de los actores, el siguiente paso era conseguir la ayuda de la oscarizada empresa de efectos visuales de Peter Jackson, WETA Digital, de Nueva Zelanda. Los impresionantes personajes de fotorrealismo de WETA, como Gollum en el "Señor de los Anillos", y el increíblemente real King Kong, llevaron a Cameron a creer que ellos podrían insuflar vida a sus personajes de Navi.
Para Cameron fue fundamental desde el primer momento que se preservara cada detalle de la interpretación de los actores en los personajes finales creados por ordenador, tal como aparecen en pantalla. WETA le garantizó que su equipo de animadores de talla mundial se tomaría como misión personal cristalizar al cien por ciento las interpretaciones de los actores en los personajes de Navi o de los avatares. Esto requirió que los datos de gran exactitud se grabaran en el momento en que se interpretaba la escena, y además necesitó más de un año de trabajo para que el equipo de animación creara la "indumentaria" que permitiera que los personajes creados por ordenador manifestaran las emociones exactamente igual que los actores a cuya interpretación emulaban.
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