为优化用户在VR系统中的交互体验,改善虚拟环境中用户空间认知准确度低导致的交互体验不佳,以空间认知理论为基础,研究虚拟环境中用户的认知位置、人外中心距离认知、自我中心距离认知特征,探索虚拟空间各维度上的人类知觉特性,在此基础上形成VR系统交互体验设计优化模型与准则,并针对医疗配送VR系统开展实例应用。本文主要开展以下工作:（1）相关基础理论研究:首先论述VR中距离认知对于空间认知的重要性,并对认知的过程、报告方法以及虚拟空间的认知与交互区域划分进行研究。同时探讨VR中额平面认知位置与人外中心距离认知的关系,以及三维指向任务与自我中心距离认知的关系。随后研究人机交互中的主要任务,指明VR人机交互的特殊性,阐述人机交互中常用的研究模型,既概率分布模型与时间预测模型,进而探讨以高斯分布研究VR认知位置的可行性,以及结合费茨定律与三维指向任务研究VR自我中心距离认知的必要性。（2）基于人外中心距离认知的VR额平面认知位置分布模型:在VR中,用户对于目标物体的认知位置与实际物体位置存在偏差,因此探索额平面认知位置的影响因素、构建额平面认知位置分布模型尤为重要。首先量化额平面认知位置,并结合人外中心距离认知及额平面认知位置影响因素,开展虚拟空间记忆认知交互实验,对实验数据进行极大似然估计、分布检验与分析,探究人外中心距离、目标大小、目标方位角对额平面认知位置的影响规律。其次,在数据分析结论的基础上引入概率分布模型,以二维高斯分布构建额平面认知位置分布模型,并获取模型中各项变量的参数。最终,根据贝叶斯定理进行扩展研究,结合额平面认知位置分布模型提出适用于虚拟环境的贝叶斯-VR交互机制。研究成果可为VR系统交互体验设计提供有效优化策略。（3）基于自我中心距离认知的VR三维指向交互行为研究:VR中自我中心距离的准确认知、三维指向任务的合理设计对于用户的交互体验及任务执行效率至关重要。首先以指向光标类型、自我中心距离、目标大小及方位角为变量,以三维指向任务为交互任务,开展虚拟空间指向交互实验。其次通过实验数据所得目标指向准确度及目标指向时间,以显著性分析为手段讨论自我中心距离认知准确度与目标指向速度的变化规律。此外,考察两种指向光标的目标指向时间是否遵循费茨定率的三维指向任务扩展模型,并进行拟合度分析。研究结论揭示了VR中自我中心距离认知的影响因素,构建了基于自我中心距离认知的交互体验设计理论模型,可有效指导VR系统的交互体验设计。（4）医疗配送VR系统构建及交互体验设计优化:首先依据任务步骤及性质分解VR交互任务,同时总结上述研究成果,形成适用于VR系统的交互体验设计优化模型与理论体系。随后结合医疗配送系统进行实例应用,分析并构建医疗配送VR系统虚拟情境及交互环节,依托研究成果对该系统进行交互体验设计优化实践。最终以关键情境进行实验考察,验证额平面认知位置及自我中心距离认知相关研究成果的实用价值。