计算机图形学之父Ivan Sutherland将虚拟现实视为一种终极的显示模式。虚拟现实通过为用户提供视觉、听觉以及触觉等多感官的信息模拟与刺激,使用户完全沉浸到由计算机模拟生成的虚拟世界当中,但仍感觉自己仿佛在现实中一样。对于虚拟现实技术来讲,如何为用户提供更加真实的模拟体验,如何让用户能够更加自然的与虚拟世界进行交互,是非常重要而且热门的研究课题。从一个地方移动到另一个地方是人们在日常生活中最常见的一项活动,因此也是虚拟现实中最为普遍和常用的一项交互方式。通过在现实空间中真实行走的方式漫游虚拟场景,能够为用户提供更加真实的沉浸感和更好的用户体验。然而这并不是一件很轻松的事情。在虚拟现实应用中让用户进行真实行走漫游主要有两大难点:(1)如何让用户在比现实空间区域更大的虚拟场景中自由的进行漫游;(2)如何在多个用户在同一现实空间中进行漫游时防止用户间发生碰撞以保证用户安全。针对真实行走漫游中的两大难点,本文提出了两种基于场景映射的真实行走漫游方法和一种支持多用户同时行走漫游与物理交互的自动避障方法。为了使用户能够在比现实空间区域更大的虚拟场景中自由的进行漫游,场景映射的方法能够提供非常有效的技术支持。然而当虚拟场景远大于现实空间中用户可以行走的区域时,现有的场景映射方法会造成原始虚拟场景失真变形,影响用户漫游时的行走体验和视觉体验。为了在虚拟场景尺度远大于现实空间的情况下得到具有低等距扭曲的场景映射,本文提出一种分而治之的映射方法,名为分块映射。首先我们对虚拟场景的道路进行分块并分组。对于每组道路块,我们在维持相邻道路块在连接处光滑连续的前提下,通过最小化映射的等距扭曲能量得到的它的映射。我们把分好的道路块一组接着一组的映射到现实空间内部后,再对整个场景的映射进行一次全局优化,进一步降低整个映射的等距扭曲。分块映射方法对于虚拟场景与现实空间尺度差别极大时仍能生成高质量的场景映射,远远优于现有的其它方法,大量的用户调研与对比实验的结果验证了这一点。虽然分块映射的等距扭曲在数值上能维持一个较低的水平,但会将虚拟场景中的道路映射得十分弯曲,影响用户漫游时的视觉体验。为了进一步提升场景映射的质量,为用户提供更好的漫游体验,本文提出了另一种场景映射方法,名为重定向映射。该方法的主要思想是将重定向行走技术和光滑映射技术相结合,充分利用两者的优势。我们先使用分块映射,将虚拟场景中的道路映射到现实空间内部作为用户的指导路径。然后将重定向行走操作的阈值作为约束,进一步对分块映射进行优化,得到具有更低扭曲的场景映射。通过在用户漫游行走时对其进行重定向操作,使得用户的行动在被完全限制在现实空间内部的同时,能够漫游视野更加广阔扭曲形变程度更低的映射虚拟场景。相比现有的其它光滑映射技术,重定向映射能够提供更好的漫游体验。在多用户虚拟现实应用中,如果用户处于同一现实空间中,就会存在相互碰撞的风险。本文提出了一种新的自动防碰撞技术,能够支持虚拟现实应用中多人同时真实行走漫游虚拟场景,并且支持用户之间进行物理交互。在我们的系统中,多个用户可以在同一个小的现实空间中通过真实行走的方式漫游场景。在漫游的过程中,用户能够与其他的用户或者现实空间中的其它道具进行交互。为了使用户之间能够进行交互,我们需使用场景映射的方法来支持真实行走漫游。而场景映射会使场景中的道路发生重叠,多个用户在漫游时存在碰撞的风险。为了规避用户碰撞的风险,本文提出了一种利用动态虚拟化身进行辅助的自动避障技术。这些虚拟化身能够自然的出现,移动,以及消失,尽可能不对用户的行走体验产生干扰。本文进行了大量的用户调研实验来验证了多人系统的实用性和稳定性。