数据可视化可以清晰有效地传达信息,增强人们理解与操作数据的能力,因而在生物科学、城市规划、地理空间和体育人文等关键领域数据都发挥着重要作用。近年来,随着虚拟现实（Virtual Reality,VR）硬件设备的迭代升级和虚拟现实技术应用的发展,学术界逐渐开始探索将虚拟现实技术运用到数据可视化的表达中,有关沉浸式可视化的研究也应运而生。由于传统数据可视化往往是通过二维界面进行数据的展示和表达,而虚拟现实技术则是基于沉浸式的三维空间进行人机交互。因此,如何将二维界面的交互形式同三维环境中的交互界面结合,实现在VR沉浸式环境中数据可视化界面的设计与实现,是本文的研究重点。首先,对传统数据可视化交互界面、VR沉浸式环境中交互界面以及VR沉浸式环境中数据可视化交互界面的研究现状进行归纳和分析。其次,探讨了沉浸式交互界面以及传统数据可视化交互界面的特点和应用情况,进而将虚拟现实技术与数据可视化技术结合,引出VR沉浸式环境中数据可视化交互界面的特点和应用举例。再次,对沉浸式交互界面以及传统数据可视化交互界面的设计方法进行了阐述,进而对沉浸式环境中数据可视化交互界面的视图类型、交互任务以及设计原则进行说明。最后,本文基于上述理论研究,将沉浸式数据可视化交互界面的设计理论应用于实践。通过与其他课题合作,完成了一款基于鲸类生物数据的沉浸式数据可视化作品--《鲸意》,该作品主要用于以数据可视化的形式来展示海洋生物相关知识,以便呼吁人们关注海洋环境保护的问题。在《鲸意》的实践创作过程中,面向鲸类的各种生物数据,设计并实现了沉浸式环境中的数据可视化交互界面功能,验证了沉浸式可视化界面设计的相关理论,以期为沉浸式可视化的研究提供参考。