人机交互技术（Human-Computer Interaction）是虚拟现实领域中的关键技术，广泛应用在航天、军事、医疗、教育、娱乐、建筑和商业等领域，它的主要目的是从用户的角度来改善用户和计算机之间的交互，从而增加系统的沉浸感和真实性。基于虚拟手的人机交互技术通过外部设备采集人手数据，控制三维环境中的虚拟手，从而完成虚拟手的各种交互操作。本文探讨和研究了基于虚拟手人机交互技术中的相关理论和关键技术，并在Virtools平台下设计了交互实例，对本文提出的算法进行验证。具体内容如下：⑴建立了虚拟手的几何模型和运动模型。采用3ds Max中的多边形网格建模方法，建立了虚拟手的逼真几何模型；通过分析真实人手的生理结构和骨骼的运动特点，对虚拟手的拇指和四指分别进行了运动建模，完成了手部控制的基础。⑵实现了人手到虚拟手的运动映射。基于Virtools平台开发了数据手套的数据采集模块，完成了对人手数据的采集；提出了基于初始值的数据转换方法，完成了原始数据到角度数据的转换，解决了虚拟手开始运动时跳变现象的发生，同时在外展的处理上采用约束值的方法，确保虚拟手与真实人手匹配的一致性；开发了位置跟踪器的数据采集模块，完成了对真实人手位置信息的采集；设计了手部运动控制算法，实现了手的旋转运动和平移运动。⑶实现了基于虚拟手的交互操作。对虚拟手的手势交互技术进行了深入的研究，提出了基于高低阈值的手势判定方法；介绍了Virtools平台上几种常用的包围盒碰撞检测方法，并实现了碰撞检测；提出了基于阈值角度的手部抓取算法，详细探讨了该算法的改进之处；通过实例对本文提出的算法进行验证，实现了各种自然的手势动作以及虚拟手对物体的抓取操作，表明本文算法的有效性和实用性。