近年来，随着PC性能的高速发展，建立以PC集群驱动的多投影面沉浸式虚拟环境系统已经成为虚拟现实系统研究的热点。但是，对于虚拟环境下自然交互方式的研究尚不成熟，存在着交互方式单一、交互感受不够自然等问题。论文从多投影面环幕虚拟环境下自然交互方式的特点和需求出发，开发出了基于多投影面环幕虚拟环境的自行车漫游系统。该系统有较好的沉浸感、良好的通用性和可扩展性，不但可以用于虚拟健身自行车，而且可以用于划船模拟、飞行模拟等仿真系统。基于多投影面沉浸环境的自行车交互系统是一种全新的应用，是把虚拟现实技术应用于实际的一个有益尝试，应用前景十分广阔。全文的研究内容如下：首先，介绍了我们北京邮电大学虚拟技术中心已经搭建完成的五通道环幕虚拟环境的总体结构以及硬件环境。该硬件环境是权衡了最终系统的整体性能、系统成本以及系统的可扩展性和可升级性的选择结果。并针对于自行车虚拟漫游系统数据量大、实时性强的特点，选择了基于Master／Slave模式的系统软件体系结构。其次，论文研究了在多投影面环幕虚拟环境显示系统中最常遇到的问题和关键技术，主要包括多投影面环幕画面的几何校正技术，边缘融合技术，同步显示技术以及通道间颜色均衡技术等。针对于上述技术难题，考虑到降低系统成本和环形显示屏幕等特点，我们提出了一整套具有普遍适用性的软件实现方法。该方法在实际应用中较好地解决了以上关键技术问题。再次，对虚拟环境下自然和谐的人机交互技术进行了研究，在我们已有的自行车仿真健身器系统基础上，实现了基于单台PC机的自行车虚拟漫游系统，该系统以虚拟自行车作为人机交互的工具，综合运用了传感器技术、DSP控制技术、三维建模技术和串口通信原理等，实现了人在虚拟场景中的漫游，参与者在由单台计算机构造的虚拟场景中获得了类似在真实环境中骑车的体验。最后，论文提出了在多投影面环幕虚拟环境下自行车漫游系统的具体实现方案。我们采用了VTree软件作为虚拟漫游引擎的平台，在程序中综合运用了串口通信接口技术、多线程技术、并行绘制技术、几何校正技术，边缘融合技术等，并融入了碰撞检测、虚拟声音、仿真飞跃等技术元素，实现了具有良好沉浸感的基于多投影面环幕虚拟环境的自行车漫游系统。论文结尾展示了我们北京邮电大学虚拟技术中心自行车虚拟漫游系统的研究成果，对全文进行了总结，并对今后的工作内容和方向做出了展望。