虚拟现实是一种仿真真实世界且超越真实世界的计算机模拟技术,由于其自身的诸多优点,已经被广泛应用于医学、教育、军事等领域。虽然用于研发虚拟现实作品的工具已经比较成熟,但是使用它们研发特殊需求的虚拟现实应用时,常常不能给开发者带来工作效率上的提升。VR技术在教育领域具有宽广的应用前景,本文欲研发出一款能方便研发出教育类虚拟现实应用的作品的引擎。教育类的虚拟现实产品应该在教育理论、教育模式的指导下设计与研发,同时也应该与具体的学科特点相适应。文章中首先分析了在上述因素的指导、约束下,怎么设计出一款能够提高教师教学效率、学生学习效率虚拟现实产品,并对VR教育的市场前景进行了调研,列举了VR技术应用于教育领域的诸多优势等等。接着,本文刨析了构建三维应用时所需的数学知识,着重阐述了齐次坐标、变换矩阵、四元数等以及它们在三维应用中的作用。文章介绍了对研发教育类的虚拟现实应用产品引擎的架构,并对图形渲染、碰撞检测、物理仿真等关键技术进行了研究。基于GPU的可编程图形流水线渲染技术,方便了开发者和研究人员构建出真实感与非真实感的渲染模型以及各种的屏幕特效。本文以Phong光照模型为例,详细阐述了这种光照模型的原理及其GLSL语言的程序实现。碰撞检测系统及其物理仿真器也是虚拟现实系统中不可缺少地组成部分,无论计算机绘制出的图像多么逼真,但是当看到场景中的物体都不能按照自然规律运动时都会造成沉浸感的急剧下降。在不同学科的教学类应用中,对渲染、碰撞检测等技术往往都具有不同的特殊需求,本文针对如何满足这些需求进行了深入地研究与实验。虚拟现实技术在教育领域拥有非常宽广的应用空间,能很大程度上提高教学质量,相比于传统的教育方式具有很多的优势。现在用于研发VR产品的主流引擎原来都是用于研发计算机游戏的,它们虽然在很大程度上可以提高研发教育领域的VR产品的效率,但是在许多地方仍然存在着诸多不适。基于此,研发出一款面向教育领域的VR引擎、或者在现有引擎的基础上做一些插件都会提高研发教育领域的VR产品的效率和质量。