Le tournage de Black Swan a débuté à l’extérieur du Lincoln Center, le lieu de résidence du New York City Ballet, et s’est poursuivi plusieurs semaines à New York,principalement à Manhattan, et au Performing Arts Center de la State University of New York Purchase, la salle de spectacle polyvalente où Bob Fosse a tourné des passages de sa célèbre comédie musicale sur la danse, Que le spectacle commence. Avec son équipe, Darren Aronofsky a entremêlé deux concepts visuels : le portrait brut et réaliste, caméra à l’épaule, des coulisses du ballet, et une série d’images plus effrayantes et surréalistes, pleines de miroirs et d’apparitions étranges de doubles qui brouillent les contours de la réalité. Toujours en mouvement, la caméra donne le sentiment de danser et d’accompagner Nina dans sa descente aux enfers.
L’équipe était composée de plusieurs collaborateurs réguliers de Darren Aronofsky, parmi lesquels le directeur de la photographie Matthew Libatique, ASC The Foutain, la chef décoratrice Thérèse Deprez Howl de Rob Epstein et Jeffrey Friedman), la chef costumière Amy Westcott The Wrestler, le chef monteur Andrew Weisblum, A.C.E. The Wrestler, et le superviseur des effets visuels Dan Schrecker Requiem For A Dream.
S’affranchissant d’un siècle de films de danse et des techniques classiques de tournage des thrillers psychologiques, Darren Aronofsky et Matthew Libatique ont imprimé leur style visuel unique à un monde dont les coulisses ont rarement été montrées avec un tel réalisme. La plupart des scènes ont été filmées en plans séquences, avec une unique caméra à l’épaule, constamment en mouvement, sans coupure technique de recadrage. Darren Aronofsky raconte : « J’étais très enthousiaste à l’idée de tourner un thriller psychologique presque uniquement caméra à l’épaule, parce que cela n’avait encore jamais été fait. Certains thrillers ont quelques scènes filmées caméra à l’épaule depuis le point de vue d’un monstre, mais tourner tout un film de cette façon et dans un style documentaire était complètement nouveau. »
Il ajoute : « J’avais aussi le sentiment que filmer caméra à l’épaule allait nous aider à entrer dans le monde du ballet, comme cela nous a aidés à monter sur le ring avec les catcheurs de The Werstler. La caméra danse et tourbillonne avec les danseurs. Elle saisit de près leur énergie, la sueur, la douleur et leur talent. » Le jeu de la caméra est doublé par celui des miroirs, qui jouent un rôle majeur dans la construction visuelle du film. Darren Aronofsky explique : « Dans le monde du ballet, il y a des miroirs partout. Les danseurs passent leur temps à s’observer quand ils travaillent ; la relation qu’ils ont avec leur reflet est donc une part importante de leur identité. Les cinéastes sont eux aussi fascinés par les miroirs, ils ont souvent joué avec, mais je voulais aller encore plus loin sur le plan visuel, explorer le sens profond du miroir et du reflet, montrer ce que cela signifie vraiment de regarder dans un miroir. Dans le film, les miroirs jouent un rôle très important dans la compréhension du personnage de Nina, chez qui la notion de double et de reflet joue un si grand rôle. »
Pour créer le monde physique de Black Swan, à la chef décoratrice Thérèse De Prez a été confrontée au double défi de concevoir les décors d’un thriller psychologique à Manhattan et ceux d’une représentation du « Lac des cygnes ». Darren Aronofsky raconte : « Je voulais travailler avec Thérèse depuis longtemps. Avec un budget très serré, elle a créé une fantastique toile de fond pour le film, un monde qui n’est pas le monde réel, mais qui semble réel. » Thérèse Deprez déclare : « Darren a une approche globale, instinctive, de ses films. J’ai donc commencé par créer une palette de couleurs en m’inspirant du « Lac des cygnes » et de ce que Nina voit tous les jours, c’est-à-dire les salles de répétition dont le style va de la vieille Europe au New York moderne. Nous voulions quelque chose de très minimaliste, nous avons donc utilisé des nuances de noir, de blanc, de gris et de rose pour le ballet. Il y a deux catégories de roses, des roses qui reflètent l’innocence de Nina, et des roses un peu plus défraîchis pour Beth. Il y a aussi quelques touches de vert, principalement dans le costume de Rothbart et dans les décors naturels du « Lac des cygnes », mais c’est tout. Les couleurs restent très discrètes. »
Le soin apporté à imbriquer la réalité de Nina avec les éléments visuels du « Lac des cygnes » se retrouve aussi dans le travail de la chef costumière Amy Westcott, qui s’est plongée avec enthousiasme dans le monde du ballet. Elle raconte : « Je suis d’abord allée voir des cours de danse et des représentations de l’American Ballet Theatre et du New York City Ballet, et ensuite j’ai commencé à rassembler des idées. » Amy Westcott avait déjà travaillé avec Darren Aronofsky sur The Wrestler. Elle explique : « Darren ne laisse rien au hasard, il s’immerge complètement dans le monde qu’il filme pour le montrer tel qu’il est, et notre travail est de nous immerger avec lui pour l’aider à donner corps à ses idées. »