为什么阿凡达被抬的那么高？
卡梅隆曾说过：“科幻片不仅是商业题材，也代表了现代人类的思维方式。科幻片是一种思维方式，也展现着人的本性。人类是被科技驱动的生物，也是唯一有思维意识的生物。在努力了解自身、了解环境和构建现实的过程中，我们用技术来重塑自己的行为和文明。”
“如果当下电影制作技术达不到我设想的效果，我们就必须自己创造技术。”
30多年前，卡梅隆凭借《深渊》中的CGI技术斩获奥斯卡最佳视觉效果奖的殊荣。在卡梅隆在《阿凡达》中也贯穿了这一信条，把3D虚拟影像摄影系统、动作捕捉设备、虚拟摄影棚这些技术结合了起来。
《阿凡达》第一部时，卡梅隆就带来动作捕捉摄影的巨大技术飞跃，“无中生有，以假乱真”的银幕视觉效果震撼了所有观众。悬浮的巨大山体、云雾中若隐若现的拱形地貌、珠帘一样美轮美奂的神树、五彩斑斓的飞禽走兽，卡梅隆在《阿凡达》中描绘了完整的潘多拉生态。
詹姆斯卡梅隆在《阿凡达》中也贯穿了这一信条，把3D虚拟影像摄影系统、动作捕捉设备、虚拟摄影棚这些技术结合起来，拍《阿凡达》第一部时，就带来动作捕捉摄影的巨大技术飞跃，“无中生有，以假乱真”的银幕视觉效果震撼了所有观众。悬浮的巨大山体、云雾中若隐若现的拱形地貌、珠帘一样美轮美奂的神树、五彩斑斓的飞禽走兽，卡梅隆在《阿凡达》中描绘了完整的潘多拉生态。
十多年后卡梅隆更进一步，《阿凡达：水之道》中几乎所有的水下镜头都是计算机生成的，但表演捕捉和动作捕捉让这些镜头看起来无比真实，同时《阿凡达：水之道》中使用的CGI技术也是新的业界里程碑。
幻想的水下场景究竟是如何构建的呢？
水下实拍，捕捉动作数据
其实《阿凡达》第一部就广泛运用了动作捕捉技术，普通身材的演员在特效技术和动作捕捉的加持下扮演瘦长身材、尖耳蓝皮肤的纳美人。《阿凡达：水之道》中，卡梅隆描绘了许多水下场景，为了拍摄这些镜头，卡梅隆使用了水下动作捕捉。在实现水下场景时，好莱坞通常采用“以干代湿”的动作捕捉技术，演员被吊在钢丝上，假装失重，在空中做模糊的游泳动作，但剧组工作人员说，卡梅隆坚持要“以湿养湿”。视觉效果总监Richie Baneham说：“这关乎演员表演的可信度。如果一个演员真的在水中，就会有一种粘稠的阻力。这正是我们所追求的，也是水下场景真实的原因。”
主创团队建造了一个游泳池，水箱有32英尺深，除了甲板上的观察平台外，池壁上还有供摄像师拍摄的窗户，看起来就像一个实验水族馆。应卡梅隆的要求，水箱还模拟了海浪和洋流。
拍摄时，团队发现灯光会影响动作捕捉，卡梅隆在水面上铺上了一层小的聚合物球，分散水箱中的光线，同时演员也能安全浮出水面。此外，演员的呼吸同样会干扰动作捕捉，所以演员们不仅需要在拍摄中、还必须在每个镜头拍摄前屏住呼吸。好在他们都接受了潜水教练的培训。
做电影做出技术专利
通过这种方式，团队获取了大量的动作捕捉数据，下一步便是交给Weta的特效团队进行后期处理。特效团队把探索得到的表现方法和技术命名为“物体和液体之间碰撞的视觉表现的方法”，为这一方法申请了专利。
特效师不仅将人类“变成”了纳美人，还创造了细节丰富的水下环境，将拍摄场景从氯化水箱魔改成种群多样的迷人水下世界。据说特效师们为《阿凡达：水之道》创造了57种新的海洋生物。为了保证海洋生态尽量科学，设计师们向惠灵顿维多利亚大学的研究人员咨询了有关珊瑚礁的生物学知识。
《阿凡达：水之道》只有2个镜头没有视觉特效，尽管在水箱中进行了长时间的拍摄，但影片中几乎所有的水都是电脑生成的。在3240个特效镜头中，有2225个涉及水下场景。《阿凡达：水之道》中有这样一个场景：船只在完全模拟的海浪中相撞。特效总监Eric Saindon说，“我们艰苦的工作并不是为了引起人们的注意，这些只是让电影更加真实的特效。我们只是想让人们在观看影片时被震住，然后忘掉我们的工作。”
纳美人身上模拟的水必须和人类角色身上实际的水一样真实，因为观众会不由自主地在同框镜头中对二者进行比较。特效团队不仅要成为流体力学家，而且还要对这些复杂的物理现象进行逼真的渲染。水的飞溅、滑动、喷洒和浸染的方式必须做到栩栩如生。海水波浪的流动、波浪与角色的互动、海水与环境的互动、皮肤上流下的微小水珠、头发潮湿的表现、水下光线的折射率，在物理上都必须做到精确。
特效团队拍摄了数百小时录像作为参考：海风掀起的涟漪，海浪撞击岩石的水沫，海草的摇摆。卡梅隆本人提供了自己深海潜水的录像作为参考材料。为了研究海水中卷发的运动，甚至还有工作人员长时间泡在水箱里。特效团队把探索得到的表现方法和技术命名为“物体和液体之间碰撞的视觉表现的方法”，为这一方法申请了专利。
《阿凡达》远不止电影
《阿凡达：水之道》的动捕技术不仅让银幕上的纳美人栩栩如生，还帮助科学家跟踪疾病的发病和进展。
说到涉及到妨碍运动的疾病，早期识别和评估可以在为患者提供有效支持和治疗方面发挥很大作用。利用阿凡达的动作捕捉技术开创的新技术，研究人员能够开发出能够分析病人身体运动的AI。英国的研究人员在实验中使用了这项技术，他们能以领先医生两倍的速度测量两种不同的遗传性疾病的严重程度。在Nature Medicine上发表的研究中，研究人员预计动作捕捉技术可以降低开发新药和临床试验的时间和资金成本。
到目前为止，该技术已经在两项独立的研究中对被诊断为弗里德里希氏共济失调症（FA）和杜兴氏肌营养不良症（DMD）的患者进行了测试。研究人员推测，动作捕捉技术可以帮助监控病人的恢复情况，比如涉及脑、神经系统、心脏、肺和骨骼的疾病，还有一些精神疾病。
儿童健康研究所研究员Valeria Ricotti介绍道，在他们使用阿凡达的动作捕捉技术前，跟踪与动作有关的疾病的严重程度和进展可能需要数年时间。这个漫长的过程包括确定病人治疗方案的临床研究。Ricotti团队发表的两项研究表明，由《阿凡达》系列电影开创和推广的动作捕捉技术能够发现人肉眼无法捕捉到的微妙运动，因此大大减少了临床研究所需要的时间。
从《深渊》到《泰坦尼克号》，再到阿凡达二部曲，与其说卡梅隆是最卖座的导演，他更像是一个技术布道者，不仅推动了电影业界的技术进步，还给其他领域带来了福祉。
用动作捕捉帮助每一个创作者实现创意，连接虚拟和现实，是我们永恒的愿景和服务的信念。