沉浸式虚拟漫游是虚拟现实技术的一个重要应用分支,为人们提供了真实性的空间体验,它包括两个空间:真实空间即房间内的某一区域,虚拟空间即计算机生成的三维虚拟场景。其中,平面映射指将虚拟空间中的路径映射到固定大小的真实空间,用户通过在真实空间中沿着路径行走完成虚拟空间的遍历。由于虚拟世界的空间范围不受约束且真实空间受到实际环境的影响,传统的重定向算法(Redirected Walking,简称RDW)使用平移、旋转和曲率增益为小的真实空间漫游大的虚拟世界提供解决方案。但是,传统的RDW难以保证用户行走真实感和减少用户碰撞真实空间边界次数。本文就上述问题提出了一种基于one-step-ahead策略的重定向步行转向算法(Redirected Walking based on one-step-ahead strategy,简称OSA-RDW)方案。传统RDW关注于探索人类感知机制在感知位置、方向和运动方面的局限性或者侧重于探索跟踪空间的大小和形状是如何影响性能的物理空间需求。本文区别于以上研究致力于基于RDW设计一种新颖的转向算法,提出基于Voronoi导航路径的one-step-ahead策略和带边界缓冲区域的跟踪空间。One-step-ahead策略是在映射虚拟路径的每一段时,根据下一段路径的长度、端点和相邻路径的转向判断用户即将发生的运动,从而更好的指导用户在真实空间中的行走。在真实空间中,本文基于先前工作将直线路径映射成弧线,并设计缓冲区域行走弧、中心区域行走弧和两者之间的过渡区域行走弧。最终,本文算法可以将部分碰撞重置依据one-step-ahead策略转化为缓冲区域行走弧以减少重置时的视觉中断影响,并且在无法避免重置时,设计动态转向算法以改进传统的冻结转向带来的僵硬性操作。最后,本文实现了一个基于本文方法的虚拟漫游系统,详细阐述了关键点、位移偏量、实时方向和动态转向等技术难点的实现,并在仿真实验和真实实验中验证了本文方法的有效性。