虚拟现实技术越来越多的得到应用,但大多研究集中在视觉和听觉领域,而触觉和视觉、听觉一样,是人类对事物获得认知的重要途径,能提高虚拟系统的沉浸性。本文利用实验室的Phantom Omni触觉反馈设备进行关于触觉反馈(力反馈)的研究,探讨在虚拟场景中基于触觉反馈的物体变形和切割操作的实现。首先,结合Phantom Omni触觉设备,在构建触觉造型系统的基础上,基于代理点方法,对虚拟场景中触觉效果产生的原理进行研究;同时以弹簧—阻尼器力反馈模型为基础,研究触觉设备和虚拟场景中物体相接触时触觉反馈力的计算。其次,在介绍碰撞检测基本原理的基础上,构造了触觉反馈设备在虚拟场景中OBB树层次包围盒;并基于包围盒裁减算法实现场景中物体的碰撞检测,同时应用实例对该碰撞检测算法进行验证。再次,基于质点弹簧系统构建虚拟物体模型,通过设置虚拟模型中质点的质量、弹簧刚度、阻尼系数以模拟现实物体的物理属性;通过分析模型中质点的受力,采用数值积分法求解模型中质点状态并实时更新,实现对虚拟物体的变形;同时分析模型刚度、阻尼系数和网格数量对虚拟模型变形效果的影响。最后,基于三角面片模型,研究切割过程中切割条件的判断、切割路径的获取等问题;以网格逐步细分算法和体元剖分法为基础,研究虚拟切割操作中被切割到的网格的分裂过程和切缝的形成,实现对虚拟物体切割效果的模拟。