树木模型在构建虚拟自然场景中扮演着重要角色,因此面向不同应用领域和使用需求的树木建模方式也是计算机图形学和虚拟植物广泛研究的方向之一。然而,现有树木建模方法通常伴随着复杂的数据收集和繁琐的参数调整。另一方面,少有研究关注树木建模过程的交互体验。传统的输入设备（鼠标、键盘、触控笔等）在表达树木复杂的三维分枝结构上具有很多局限性。为了解决以上问题,结合虚拟现实的沉浸式交互特点和草图建模易于表达分枝结构的优势,本文提出了一种在虚拟现实环境下的沉浸式交互树木建模方法,通过VR手柄在三维空间中绘制枝干轨迹并快速生成树木模型,从而降低建模难度并增强设计过程中的交互性和沉浸感。其主要内容如下:（1）交互式树木枝干模型生成方法:提出了一种VR手柄轨迹采样和采样点优化算法来获取三维空间中树木分枝的骨架。面向实时交互引入了一种双向射线检测算法来计算分枝半径。在沿骨架生成模型网格的过程中,采用向量投影方法来修复枝干网格产生的扭曲问题。（2）枝干模型网格形变算法:采用了符号距离函数和高斯距离衰减函数来对模型网格变形,模拟枝干衔接处平滑过渡;基于距离平方反比公式,设计了一种使用VR手柄对枝干模型局部突起或凹陷的网格变形方法,以模拟真实枝干不规则的表面。为了满足实时交互的需求,使用了GPU并行计算模型网格顶点位移。（3）细小分枝及树冠真实感模拟:提出了一种使用方向包围盒表达枝干形态的方法,并基于Perlin噪声和父级枝干形态生成细小分枝,将树叶以纹理面片的形式依照叶序规则分布在细小分枝上,使用了插值的树冠球形法线来提升真实感的光照效果。（4）沉浸式交互树木建模系统:设计并实现了适用于VR的用户界面,使用户在虚拟环境中使用HTC Vive手柄绘制和变形枝干,交互式生成树木模型。实验结果表明本文方法可快速得到多样的树木模型,并且满足VR实时交互要求,沉浸式交互树木建模也为快速生成具有真实感的树木模型提供了一种新的方式。