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나비 족의 언어는 언어학자 폴 프러머가 완전히 처음부터 만들었다. 제임스 카메로는 배우가 발음하기 쉽지만 인간의 언어와 비슷하지 않은 언어를 만들기 위해 그를 고용했고 약 1000개의 새 단어를 만들었다.
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스튜디오에서는 제이크 설리 역에 맷 데이먼 또는 제이크 질렌할을 원했으나, 제임스 카메로는 잘 알려지지 않은 배우를 원했고, 주연에는 샘 워딩턴이 결정되었다.
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제임스 카메론은 <반지의 제왕: 두개의 탑>(2002)에서 골룸을 보고 이 영화를 만들 수 있는 컴퓨터 그래픽 기술이 확보되었다고 판단했다.
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시고니 위버는 담배를 피우지 않는다. 영화에서 시고니 위버의 담배는 컴퓨터 그래픽이다.
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"언옵태니움"은 항공 우주 산업에서 주로 사용되는 유머 용어이다. 어떤 요구에 적합하지만 존재하지는 않거나, 매우 비싸거나 물리 법칙을 위반하는 물질을 말하며, 화학 기호는 Uo이다.. "언옵태니움"은 또한 공상 과학 애호가가 공상 과학 소설의 줄거리에 중요한 특정 장치를 만드는 데 필요한 가상의 물질에 사용되는 일반적인 개념 용어이다. <코어>(2003)에도 등장하여 버질이라고 불리는 지구 중심으로 들어가는 차량을 만드는데 사용되여 지구 핵 내부의 거대한 압력을 견딜 수 있다고 설정되었다.
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제임스 카메론은 디즈니 애니메이션 <포카혼타스>(1995)를 보고 이 영화의 기본 아이디어를 얻었다.
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시고니 위버가 연기한 어거스틴 박사의 아바타는 스탠보드 탱크탑을 입고 있다. 시고니 위버는 1970년대 초 스탠포드 대학에 다닌 적 있다.
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마이클 빈이 쿼리치 대령역에 고려되었으나 시고니 위버가 캐스팅 된 후였고, 제임스 카메론은 <에이리언 2>(1986)과 비슷하다고 생각할 것을 우려하여 캐스팅하지 않았다.
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이 영화는 아카데미상을 수상한 최초의 디지털 영화이다.
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시고니 위버가 연기한 어거스틴 박사 역에는 조디 포스터와 제이미 리 커티스가 고려되었다.
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이 영화에는 세계 최고의 생물 디자이너 20명이 참여하여 캐릭터, 조경 및 하드웨어, 수트, 헬리콥터등을 18개월간 디자인 했다. 제임스 카메론은 모든 생물체가 실제와 같이 행태와 기능이 서로 연관되어 있기를 원했다.
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크리스 파인과 크리스 프랫이 제이크 설리역을 위한 오디션을 받았다.
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초기 테스트 영상에서, 네이티리역으로 한국인 배우 김윤진이 등장한다.
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