首先分析了现在流行的三维交互设备及其使用情况。并对图形学原理的基本内容,包括三维几何变换、坐标变换和三维观察进行了研究。在此基础上进一步分析了对象操纵技术和漫游技术,并针对这两种技术在实际的应用,提出了设计准则,同时给出了基于二维桌面输入设备虚拟实体的拾取算法。讨论了碰撞检测技术,并给出了轴向包围盒AABB的碰撞检测算法。本文以燃气热水锅炉虚拟培训演练交互系统作为实现原型。原型系统的分析设计部分详细分析了本系统应采用的开发环境、系统数据库、场景漫游技术、对象操纵技术,并设计了交互系统的三维引擎。在系统实现部分描述了场景模型及场景模型的加载,实现了数据库的引入,采用了路径漫游、桌面环境下的相机控制、基于目标等漫游技术,开发了OpenGVS环境中用函数控制的漫游程序。实现了虚拟手、音效、动画嵌入、图形菜单多种交互方式。特别针对采用透明纹理贴图的小场景与大场景融合时产生蓝边问题,提出了解决办法;对于一个场景的多项任务操作,采用了二维图形菜单的交互方式。给出了以三维Widgets为核心的三维交互框架的设计,并应用到系统中,实现了3D Widgets的交互。应用这个交互框架可以提高三维交互环境中实体操作定位的精确度,并可以实现虚拟环境中对同一物体多项操作的选择。