在工業4.0體系中，智能化的標志之一就是虛擬技術在工程上的有效應用；　　

　　虛擬工程的方法印發了對現有開發和生產過程本質上的重新思考；　　

　　其中CPS所起的作用日益明顯，此外，現代3D、4D可視化技術不斷進步，此項技術幫助人們看見原本無形的現象，并及早對其進行驗證，從而實現新的產品特性和功能；虛擬工程的投入使用讓人們可以切實、直接的體驗那些未來的、實際尚不存在的物體。 　　20世紀80年代的“視窗、指針、菜單”模式依然支配著我們的日常生活。由此產生了虛擬工程的核心問題：虛擬現實技術的繼續發展在何種程度上能夠作為人類與機器之間自然直觀合作形式的基礎，為人機交互的變化做出貢獻？要弄清這個問題，第一個就是要研究人類在何種程度上可以將他的直覺與天性運用到和機器的互動中。這里所指的是人的整體行為，比如身體姿態、手勢、語言；　　

　　由此我們可以看出，虛擬工程的目標是借助虛擬現實系統來模擬人類的多樣的輸入和輸出途徑，以求完美的互動。這樣人們就無需再學習如何操作系統，而是系統反過來學習如何服務人類。這就是當代人類向“有能力的人”轉變所面臨的最大挑戰之一。它由計算機交互模擬組成，模擬器追蹤參與者的位置和動作，并且用一個或者多個人類的感官來替代或者延伸他們的反饋，從而使得參與者感覺自己精神上沉浸或者置身于模擬環境中。　　

　　用戶可以通過輸入設備或者手勢在虛擬世界中導航，或者操縱虛擬世界，虛擬現實的三大主要特征是：　　

沉浸：用戶融入虛擬世界的程度；　　

交互：用戶與虛擬世界間信息的雙向流動；　　

想象力：用戶受到環境刺激后所發揮的想象空間。　　

　　除了一些又經濟實力的部門，如汽車和航空航天工業之外，虛擬現實在工業上還無法得到推廣。近年來游戲產業的一項重大模式轉變在工程學領域也同樣受到了重視。　　但作為經典人機界面的計算機桌面環境將會慢慢退出歷史舞臺，取而代之的是以用戶為中心的新型系統；　　

　　人們不再操作系統，而是直接改變可視化內容，這些系統界面必須具有相當高的沉浸度才能使得用戶有置身虛擬世界的感覺；娛樂行業的3D電視、頭戴顯示器、游戲主機可以通過手勢操控達到這一要求，這些技術的優點在于他們能更快的將信息傳遞給用戶，用戶通過感官能更好的融入界面中，從而縮短信息處理時間，加速互動并做出更好的判斷，信息、網絡、動畫、聲音、物理等實時仿真也可被納入虛擬場景中。