光學(xué)自由曲面沒有嚴(yán)格確切的定義，通常是指無法用球面或者非球面系數(shù)來表示的光學(xué)曲面,主要是指非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面或者只能用參數(shù)向量來表示的曲面（如NURBS曲面）。光學(xué)自由曲面已經(jīng)在日常生活的各個方面獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)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(tǒng)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(biāo)的方式進(jìn)行測量，無需反射棱鏡，對掃描目標(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)完全真實可靠。可以用于解決危險目標(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)測量方式難以完成的技術(shù)優(yōu)勢。

　　2、數(shù)據(jù)采樣率高

　　目前，采用脈沖激光或時間激光的三維激光掃描儀采樣點速率可達(dá)到數(shù)千點/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(dá)到數(shù)十萬點/秒，可見采樣速率是傳統(tǒng)測量方式難以比擬的。

　　3、主動發(fā)射掃描光源

　　三維激光掃描技術(shù)采用主動發(fā)射掃描光源（激光），通過探測自身發(fā)射的激光回波信號來獲取目標(biāo)物體的數(shù)據(jù)信息，因此在掃描過程中，可以實現(xiàn)不受掃描環(huán)境的時間和空間的約束。

　　4、高分辨率、高精度

　　三維激光掃描技術(shù)可以快速、高精度獲取海量點云數(shù)據(jù)，可以對掃描目標(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，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,對使用條件要求不高，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，適于野外使用。