虚拟现实作为一种新兴的技术,己经从面向军事用途扩展到非常多的领域,如航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、医疗、娱乐等等。诸多的学者和专家认为,虚拟现实是今后一项极有前景的技术。但是到目前为止,国内对这方面的研究和应用还处于一种起步阶段,远远落后于国外。在这样的背景下,从事这一领域的研究很有意义。作者根据虚拟现实应用软件的现状,以软件工程及人机交互理论为基础,结合计算机图形学技术以及虚拟现实技术,构建了虚拟手术仿真软件系统,并完成相应系统的总体设计与开发。在虚拟手术仿真软件系统的研发过程中,本文对实时物体碰撞检测和软组织变形算法做了重点研究。对于实时物体碰撞检测,本文提出了一种基于AABB包围盒碰撞检测的方法,将AABB包围盒检测作为第一步迅速寻找出相互碰撞的物体,然后进一步使用三角面片的检测方法,精确的找到研究需要的三角面片,大幅度提高了系统的精确性。针对软组织变形算法,本文放弃了有限元的方法,采用了质点-弹簧模型来进行建模,并且进一步提出了简化的优化算法,使系统能够满足实时性要求。而且,本文中还对软组织变形过程中模型控制点的选取提出了一定的方法。本文提供的方法优化了虚拟手术中的物体碰撞检测,减少了不必要的计算和增强了系统的精确度;简化了软组织变形的算法,相对于有限元模型速度更快。本文对推动虚拟手术的发展具有积极的意义和作用。