虚拟现实作为一种全新的内容体验与人机交互介质,已在多个行业和领域得到应用。当前虚拟现实的主要交互方式包括手柄、头控、眼控、语音、手势等,其中头控是一种综合更优、更有广泛应用潜力的交互方式。头控交互拥有稳定性高、准确性高、设备通用兼容性好、设备一体化程度好等优点,但囿于人的生理机能限制,使得头控交互在交互速度和抗疲劳等特性上存在缺陷,一定程度上阻碍了头控的广泛应用。研究借鉴了二维界面鼠标交互下控制显示增益的设置方式,考察在虚拟现实场景下随着增益(Gain)的变化,头控交互的操作绩效会呈现何种规律,以探索提高增益能否提高操作绩效,并结合Fitts定律探究在不同任务难度下增益的影响。研究一通过深入分析增益与移动距离、目标物容差的关系,结合交互过程的分阶段模型,考察增加增益在远距离运动上的优势。研究二提出基于分阶段模型的动态分阶段增益方法来实现头控交互进一步优化,并通过实验证实此种方法的可行性。研究结果表明:(1)不同的增益对虚拟现实下头控交互的操作绩效产生了不同的影响。操作时间随增益增加而呈现出"U"型曲线,即操作绩效先提升后下降,最佳增益值的点在1.4附近,最佳增益点相比较于原始增益值(Gain=1.0)获得了7.4%的绩效提升。(2)在不同操作难度下,改变增益对操作绩效的影响不同。当移动距离较小时,增加增益对操作绩效几乎无影响;当移动距离较大时,"U"型曲线开始出现。(3)利用分阶段模型对交互过程进行分析发现,当增益较小时,移动时间主要消耗在快速移动的弹射运动阶段;当增益较大时,移动时间主要消耗在最后的调整和对准目标阶段。(4)基于增益对操作绩效的分阶段影响所提出的分阶段动态增益方法,被证明相比简单增益可有效提升操作绩效,在同等增益水平下可获得最多达16%的绩效提升。