纳美人的角色形象是计算机塑造的，而动作和表情是演员表演的，要让角色形象根据演员的表演而做跑、跳、骑马等等动作，并且表达演员表演时的各种表情，就需要一种新的技术动作捕捉和表演捕捉。为此，卡梅隆请来了曾为《指环王》系列电影制作特效的维塔数码(Weta Digital)公司。

在此之前，动作捕捉已经用于电影制作上，就是将演员的动作拍摄下来，在计算机里根据动作中的演员骨骼架构添加上角色形象。而从《阿凡达》开始，团队着手研发全新的捕捉技术，在演员动作捕捉基础上，力求将演员细腻的面部表情也能同时记录下来。卡梅隆这样回忆道：“我一直在寻找圣杯，这个圣杯就是能够复制人类所有的情感到电脑角色上。长期以来我们一直有个想法，就是把摄像机直接装在演员的头部。”

功夫不负有心人，经过两年时间，“头戴式面部表情捕捉系统”应运而生。这套系统的目的是在录制过程中以立体特效的形式，将多名演员细腻的面部表情及肢体行为真实地记录下来。“按照演员的头部专门设计头盔，这样就可以把数字镜头直接对准演员的面部，我们就能捕捉到演员的全部面部表演。”《阿凡达》的视觉指导格伦·德利(Glenn Derry)这样为我们解释。

演员头戴这套系统进行表演，完整数据被记录下后，送到动画后期制作。计算机分析脸部肌肉的变化，让角色形象的肌肉也模仿演员一样动起来。动画主管安德鲁·琼斯说：“传统上，想到动画师时，往往会想到他们是给无生命的东西增加生命的人，在制作《阿凡达》时我们并不要求动画师创造出表演，表演已经由演员创作完成。”当然，这项工作只完成了八成，还有一小部分需要动画师的创作，纳美人所具有的尖尖的耳朵和灵动的尾巴需要单独添加上，动画团队仔细研究了猫科动物的行为，并将这些行为融入角色中。因此，角色最终是综合创作出来的。

需要指出的是，从《泰坦尼克号》到《阿凡达》,10年间的科学技术飞速进步，最终帮助卡梅隆在银幕上实现了自己的梦想。在维塔数码位于新西兰的总部内，有近1000米2的室内放满了服务器设施用于电影特技效果渲染图像，拥有超过4000台的HP超级刀片计算机。这是一个什么样的概念呢，中国工程院院士王恩东这样解释道：“如果我们用一台普通家用电脑完成这些工作量，需要用一万年，并且这一万年过程中还不能出错。”