光學(xué)自由曲面沒有嚴(yán)格確切的定義，通常是指無(wú)法用球面或者非球面系數(shù)來(lái)表示的光學(xué)曲面,主要是指非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的曲面或者只能用參數(shù)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(yīng)用。

　　手持式三維掃描儀的測(cè)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(píng)價(jià)三維掃描儀的測(cè)量能力具有非常重要的意義。

　　三維掃描儀技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　1、非接觸測(cè)量

　　三維激光掃描技術(shù)采用非接觸掃描目標(biāo)的方式進(jìn)行測(cè)量，無(wú)需反射棱鏡，對(duì)掃描目標(biāo)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(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)完全真實(shí)可靠?？梢杂糜诮鉀Q危險(xiǎn)目標(biāo)、環(huán)境（或柔性目標(biāo)）及人員難以企及的情況，具有傳統(tǒng)測(cè)量方式難以完成的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

　　2、數(shù)據(jù)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(dá)到數(shù)千點(diǎn)/秒，而采用相位激光方法測(cè)量的三維激光掃描儀甚至可以達(dá)到數(shù)十萬(wàn)點(diǎn)/秒，可見采樣速率是傳統(tǒng)測(cè)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(cè)自身發(fā)射的激光回波信號(hào)來(lái)獲取目標(biāo)物體的數(shù)據(jù)信息，因此在掃描過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)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(shù)據(jù)，可以對(duì)掃描目標(biāo)進(jìn)行高密度的三維數(shù)據(jù)采集,從而達(dá)到高分辨率的目的。

　　5、數(shù)字化采集,兼容性好

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

　　6、可與GPS系統(tǒng)配合使用

　　這些功能大大擴(kuò)展了三維激光掃描技術(shù)的使用范圍，對(duì)信息的獲取更加全面、準(zhǔn)確。內(nèi)置數(shù)碼攝相機(jī)的使用,增強(qiáng)了彩色信息的采集，使掃描獲取的目標(biāo)信息更加全面。GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用，使得三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，與工程的結(jié)合更加緊密,近一步提高了側(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

　　7、結(jié)構(gòu)緊湊、防護(hù)能力強(qiáng)適合野外使用

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