虚拟现实系统能够实现声音、影像以及触觉等多通道的信息传递，为实现高效、灵活的人机交互提供了可行途径。运动捕捉技术可以获取真实环境中物体的运动状态，从而为实现虚拟环境和真实环境之间的通信提供了技术保障。为此本文采用被动式光学运动捕捉系统，对虚拟现实系统中的人机交互技术进行了研究。为了构建基于光学跟踪捕捉的虚拟交互系统，对虚拟交互系统的功能结构、性能要求以及其中关键技术进行了分析。在此基础上，对整个系统进行了框架结构的总体设计，确定了系统的硬件组成和软件结构，并且完成了软件层和相关类的设计。建立了系统的交互环境，包括几何模型数据接口的开发，实现了商用CAD模型数据与虚拟交互系统的数据传递；对人体骨骼结构的分析，完成人体几何模型的构建；对人手的运动特点进行了分析，构建了人体上肢的层次结构模型，确定了手部模型的运动参数，完成了人体上肢运动模型的构建；对常用的碰撞检测算法的检测精度和检测效率进行了分析，确定了系统的碰撞检测方法，通过使用层次包围盒以及三角图元的检测，实现了符合系统实时性要求的碰撞检测。根据人体的运动模型确定标记点的放置位置，进行了相机标定以及Vicon系统参数的调整，对人体手部的运动进行了实时的运动捕捉；分析了ViconReal-TimeEnergy的通信协议和数据结构，使用Vicon的SDK软件开发包进行了运动数据接口的开发，实现了Vicon系统与虚拟交互系统的数据通信；对人体几何模型进行运动控制，完成了人手运动到虚拟手模型运动的映像；分析了人手抓取物体的动作，对虚拟手的抓取规则进行了定义，实现了在虚拟现实环境中的物体的抓取。最后完成了虚拟交互系统的开发和验证，使用Visual Studio2008作为开发工具，结合Vicon光学运动捕捉系统和OpenGL图形库，进行了虚拟场景显示模块的开发；使用SQLServer2005数据库进行了模型数据库的构建，实现了模型数据的管理；在虚拟交互系统中进行了抓取、移动和释放等操作，实现了指定的交互操作任务。