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传统的连铸设备操作培训主要以理论学习和现场跟班为主。受设备运行成本和现场危险因素制约,大规模长时间的培训难以进行。为此,设计开发了基于虚拟现实的连铸系统。连铸系统是虚拟现实交互技术在连铸设备操作培训领域的应用,满足钢厂员工和冶金专业学生进行连铸设备操作练习的需求。交互技术对促进学习者与培训系统有效交互、满足连铸操作类技能培训的要求具有重要意义。在分析系统需求的基础上,设计了连铸系统的整体功能架构和交互模式。为增强虚拟现实环境的沉浸感,研究了基于Unity3D的虚拟现实环境开发技术,包括三维模型构建和3D音效,并使用HTC Vive头盔及手柄作为3D显示设备和场景交互的控制器。根据连铸设备的操作特点,提出了基于手势识别和碰撞检测的连铸设备操作方法。研究了手势识别和相关硬件技术。使用Leap Motion作为手部姿态数据的采集设备。自定义了系统操作手势,并确定了手势识别的特征向量。研究了手势识别的相关机器学习算法,并采用SVM分类器进行手势识别。在研究碰撞检测算法的基础上,提出了基于射线法和包围盒法的碰撞检测方法。为使多个学习者能在同一个虚拟场景中操作设备,设计了分布式虚拟现实的网络通信模块。研究并确定了网络结构和通信协议,设计了基于PUN和Photon Server的客户端交互数据收发及服务器端数据分发和管理程序。设计了基于SQL Server 2014的系统数据管理和交互性教学指导功能。系统基于Unity3D和HTC Vive实现了虚拟连铸环境构建和漫游功能。基于Leap Motion和SVM分类器实现了手势识别功能,识别正确率可达96.2%,并进一步通过碰撞检测实现了虚拟连铸设备的操作功能。利用网络通信技术,实现了多个学习者在同一场景内的协作训练。基于SQL Server 2014实现了系统的数据管理功能和交互性教学指导功能。连铸系统通过有效、自然的人机交互方法,为连铸设备操作培训提供了一个新的途径。