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James 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 Na'vi son dos veces el diámetro de los humanos y están más separados. Los Na'vi 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 Na'vi 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.