为了提高VR系统中用户获取信息的效率和任务选择的交互体验,降低用户认知负荷,在VR场景设计阶段有效组织并利用用户认知心理和设计要素知识节点,从而提高VR场景搭建的效率。立足于认知资源理论分析用户低认知负荷需求和良好的用户感知体验需求,基于VR系统设计要素与认知行为多维关联,提出一种用户低认知负荷驱动下的VR系统情景任务设计优化研究方法。本研究首先解析VR系统任务要求和设计要素与用户行为认知的关系,然后优化设计要素的组合形式,再预测设计方案的用户认知负荷,最后通过搭建虚拟现实系统来证明本研究的可行性:（1）构建虚拟现实用户认知行为-设计特征映射模型以用户行为认知为引导,分析VR系统中的多通道信息资源的特征。构建用户认知与VR系统设计要素转换空间,分析用户在VR系统中认知行为与注意机制的资源处理过程,析出资源-行为-要素映射知识节点。（2）基于多维关联特征分析出虚拟现实场景设计导则以人机交互认知低负荷需求为设计准则,构建VR系统情景资源特征的关联矩阵。以用户客观认知行为数据与主观体验评估数据为指标搭建双向耦合复杂网络交互模型;以无标度网络拓扑论分析多维关联下的VR系统设计要素组织结构和动态性变化规律;通过熵权法的客观修正特性结合QFD方法将用户低认知负荷需求重要度传递至映射空间中的设计资源要素,从而进行重要度排序,结果显示以认知负荷为准则的AHP-QFD模型CR值均小于0.1,为智能资源优化方法析出重要知识节点的同时可推导虚拟现实场景搭建的设计导则。（3）智能辅助优化设计要素预测用户认知负荷对用户进行VR系统任务情景认知负荷实验,通过实验整理采集CNN输入集、输出集数据,从而搭建CNN系统,预测VR系统内人机交互的用户认知负荷及满意度,CNN预测模型网络均方差MSE为0.004247,证明此模型具有效性。将智能优化遗传算法引入VR系统设计要素特征优化中,以用户认知低负荷原则为目标函数,将重要知识粒度节点作为适应度函数作用于VR系统设计资源要素优化过程。这样可以有效地组织虚拟现实（VR）场景设计中的设计元素从而提升设计师搭建VR系统的效率。（4）虚拟现实系统应用研究结合某智慧城市VR系统任务信息界面,开展多通道认知下的系统资源特征优化方法应用研究,以虚拟现实情景搭建的设计导则为指导进行智慧城市的交互系统的搭建。针对VR系统中同一个设计任务要求,通过虚拟现实眼动追踪实验进行验证对比,分别对比经过传统设计过程形成的方案和经过本文方法优化过的方案,结果表明用户与后者方案交互时认知负荷更低,任务操作体验更佳,所以本文所研究的优化方法可为虚拟现实的系统搭建提供参考。