For motion capture-innspillingen brukte Cameron et virtuelt kamerasystem, som gjorde det mulig for regissøren å se skuespillernes na'vi-figurer i sitt virtuelle miljø samtidig som scenen ble spilt inn. Cameron kunne da regissere scenen på samme måte som i en vanlig realfilm. Eldre filmteknikker tillot ikke å se det virtuelle miljøet før motion capture-innspillingen. Noen av scenene i filmen har både mennesker og na'vier i samme filmbilde, og for disse scenene brukte de et kamera som het «simulcam», en blanding av Fusion Camera System og det virtuelle kamerasystemet. Delen av filmbildet som er uten dataanimasjon ble tatt opp av simulcamet, mens den animerte delen ble tatt opp av det virtuelle kamerasystemet eller designet fra bunnen av. De animerte bildene legges oppå de ikke-animerte bildene (utvidet virkelighet). Det fullstendige filmbildet vises på en monitor som gjør det mulig for regissøren å fortelle skuespillerne hvordan de skal bevege seg i forhold til hverandre.