По словам Кэмерона, у WETA Digital наиболее производительная "ферма рендеринга" (render farm) в мире. Она работала практически безостановочно на протяжении двух лет, просчитывая каждый кадр из более чем 1800 стереоскопических планов со спецэффектами. Впрочем, даже с использованием человеческих (до 900 человек на заключительном этапе работы) и технических ресурсов, WETA не могла уложиться в сжатые сроки, отведенные ей на создание компьютерной графики. В итоге создателям фильма пришлось подключать к работе дополнительные "резервы", которыми стали ILM, Framestore и несколько других студий поменьше.
Большая часть работы ILM заключалась в создании сцен с участием летательных аппаратов землян, а также финальной битвы. Впрочем, двум крупнейшим студиям визуальных эффектов несколько раз приходилось работать над одними и теми же эпизодами, иногда создавая различные визуальные эффекты для одних и тех же кадров. Например, в сцене уничтожения гигантского дерева На'ви под названием Эйва большую часть планов сделали специалисты WETA, тогда как ILM отвечала за все кадры, в которых камера была направлена на вертолеты.
Одним из новшеств, привнесенных студией Джорджа Лукаса в "Аватар", стали полностью сгенерированные на компьютере взрывы. По словам Джона Кнолла, супервайзера визуальных эффектов ILM, ранее для того, чтобы снять масштабный взрыв, его вначале снимали вживую с применением пиротехники, а затем дорабатывали на компьютере. Однако в случае с фильмом Кэмерона классический прием не подходил, поскольку не всегда удовлетворял оригинальным задумкам режиссера. "В прошлом нам доводилось создавать полностью сгенерированные при помощи трехмерной графики взрывы, однако масштаб и уровень реализма "Аватара" требовал гораздо большего", - говорит Кнолл.
К счастью, у ILM в активе уже имелся немалый опыт по части симуляции жидкостей, приобретенный во время работы над фильмом "Посейдон" и трилогией "Пираты Карибского моря". К тому же, Кнолл знал, что форма и динамика движения взрыва весьма схожа с внешним видом и поведением воды. В итоге, взяв за основу собственный движок симуляции жидкостей и доработав его, специалистам ILM удалось создать весь спектр взрывов: от простых газовых выбросов огнестрельного оружия и огненных выхлопов в результате пуска ракет, до масштабных и очень сложных огненных разрушений.
Впервые Кэмерон познакомился с технологиями создания "трехмерных" фильмов в 1996 году во время съемок короткометражного фильма "Терминатор 2 3D: Битва сквозь время", предназначенного для демонстрации в парке аттракционов студии Universal.
В 2003 году в одном из своих интервью, данном в преддверии выхода "Призраков бездны", Кэмерон сказал: "Отныне я все свои фильму буду снимать только в 3D". Слово режиссер сдержал, и, спустя шесть лет, "Аватар" демонстрирует его заявление.
Для съемок ленты была использована система Fusion 3D, которая была разработана Кэмероном совместно с его другом Винсом Пейсом еще во время работы над "Призраками бездны". Она представляет собой пару доработанных цифровых камер Sony HDCF950 со съемными сенсором изображения и оптикой, позволяющей снимать стереоскопическое изображение. Fusion 3D уже прошла испытания путем использования не только в документальных фильмах Кэмерона, но и в картинах "Пункт назначения 4" и "Путешествие к центру Земли", концертах Майли Сайрус и Джонас Бразерс, а также во время трансляции финальных матчей Национальной баскетбольной лиги США (NBA) в 2007 году.
К моменту начала съемочного процесса "Аватара" непрерывное совершенствование Fusion принесло свои плоды. Так, система обзавелась специальным алгоритмом, облегчающим оператору работу с трехмерным изображением. "Он распознает фокальное расстояние и автоматически подстраивает Fusion, обеспечивая наиболе оптимальную позицию для съемки", - говорит Пейс. Таким образом, он считает, оператор сможет сконцентрироваться на творческих деталях, а не на технических.
Разработчики Fusion также доработали свою разработку для того, чтобы облегчить работу с ней оператору-постановщику фильма Мауро Фиоре. "Мы не намеревались использовать шесть камер. Вместо этого мы хотели работать с тремя, которые можно было бы комбинировать, и получать те же шесть различных типов для достижения поставленной цели, - объясняет Пейс. - Мы подготовили несколько наборов оптики, а также опции для конфигурирования с целью обеспечить возможность легкого использования камеры с Fusion не только в переносном варианте, но и, скажем, на тележке или кране".
Второй ключевой технологией, использованной для съемок "Аватара", стала система Simulcam, спроектированная Кэмероном и Легато. Она помещает виртуального персонажа, основанного на данных, полученных в результате "захвата действий" (performance capture), в реальную сцену, снимаемую в павильоне. Simulcam также позволяет оценить, как будут выглядеть сгенерированные на компьютере фоны, совмещенные с реальными съемками. Это программное обеспечение позволило Кэмерону наблюдать на экране одновременно актеров, трехмерных персонажей, реальные декорации и рисованные фоны, тем самым значительно облегчая и ускоряя процесс съемок.
По словам Пейса, первые впечатления от увиденного результата использования Simulcam были просто незабываемыми. Случилось это во время съемок сцены первой встречи главных героев ленты, бывшего десантника, а ныне ученого Джека Салли (которого играет Сэм Уоррингтон) и аборигенки Нейтири (Зои Салдана), когда Джек, распластавшись на земле, взглянул на девушку снизу вверх. "Я видел Нейтири так, как если бы смотрел на туземку глазами Джека, - вспоминает он. - Я увидел колено в кадре, и, решив, что оно - мое, попытался опустить его. Однако колено было не моим, а Джейка. С первой же минуты вы становитесь "глазами", частью взаимодействия с окружающей обстановкой. Это ощущение полностью одурачило меня, ведь я искренне верил, что нахожусь в теле героя Сэма".
