光學(xué)自由曲面沒(méi)有嚴格確切的定義，通常是指無(wú)法用球面或者非球面系數來(lái)表示的光學(xué)曲面,主要是指非旋轉對稱(chēng)的曲面或者只能用參數向量來(lái)表示的曲面（如NURBS曲面）。光學(xué)自由曲面已經(jīng)在日常生活的各個(gè)方面獲得了愈來(lái)愈廣泛的應用。

　　手持式三維掃描儀的測量精度是獲取高質(zhì)量自由曲面的關(guān)鍵。因此，如何有效評價(jià)三維掃描儀的測量能力具有非常重要的意義。

　　三維掃描儀技術(shù)與傳統測量技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢：

　　1、非接觸測量

　　三維激光掃描技術(shù)采用非接觸掃描目標的方式進(jìn)行測量，無(wú)需反射棱鏡，對掃描目標物體不需進(jìn)行任何表面處理，直接采集物體表面的三維數據，所采集的數據完全真實(shí)可靠?？梢杂糜诮鉀Q危險目標、環(huán)境（或柔性目標）及人員難以企及的情況，具有傳統測量方式難以完成的技術(shù)優(yōu)勢。

　　2、數據采樣率高

　　目前，采用脈沖激光或時(shí)間激光的三維激光掃描儀采樣點(diǎn)速率可達到數千點(diǎn)/秒，而采用相位激光方法測量的三維激光掃描儀甚至可以達到數十萬(wàn)點(diǎn)/秒，可見(jiàn)采樣速率是傳統測量方式難以比擬的。

　　3、主動(dòng)發(fā)射掃描光源

　　三維激光掃描技術(shù)采用主動(dòng)發(fā)射掃描光源（激光），通過(guò)探測自身發(fā)射的激光回波信號來(lái)獲取目標物體的數據信息，因此在掃描過(guò)程中，可以實(shí)現不受掃描環(huán)境的時(shí)間和空間的約束。

　　4、高分辨率、高精度

　　三維激光掃描技術(shù)可以快速、高精度獲取海量點(diǎn)云數據，可以對掃描目標進(jìn)行高密度的三維數據采集,從而達到高分辨率的目的。

　　5、數字化采集,兼容性好

　　三維激光掃描技術(shù)所采集的數據是直接獲取的數字信號，具有全數字特征，易于后期處理及輸出：用戶(hù)界面友好的后處理軟件能夠與其它常用軟件進(jìn)行數據交換及共享。

　　6、可與GPS系統配合使用

　　這些功能大大擴展了三維激光掃描技術(shù)的使用范圍，對信息的獲取更加全面、準確。內置數碼攝相機的使用,增強了彩色信息的采集，使掃描獲取的目標信息更加全面。GPS定位系統的應用，使得三維激光掃描技術(shù)的應用范圍更加廣泛，與工程的結合更加緊密,近一步提高了側量數據的準確性。

　　7、結構緊湊、防護能力強適合野外使用

　　目前常用的掃描設備一般具有體積小、重量輕、防水、防潮,對使用條件要求不高，環(huán)境適應能力強，適于野外使用。