光学自由曲面没有严格确切的定义，通常是指无法用球面或者非球面系数来表示的光学曲面,主要是指非旋转对称的曲面或者只能用参数向量来表示的曲面(如NURBS曲面、。光学自由曲面已经在日常生活的各个方面获得了愈来愈广泛的应用。

　　手持式三维扫描仪的测量精度是获取高质量自由曲面的关键。因此，如何有效评价三维扫描仪的测量能力具有非常重要的意义。

　　三维扫描仪技术与传统测量技术相比具有以下优势：

　　1、非接触测量

　　三维激光扫描技术采用非接触扫描目标的方式进行测量，无需反射棱镜，对扫描目标物体不需进行任何表面处理，直接采集物体表面的三维数据,所采集的数据完全真实可靠。可以用于解决危险目标、环境(或柔性目标、及人员难以企及的情况，具有传统测量方式难以完成的技术优势。

　　2、数据采样率高

　　目前，采用脉冲激光或时间激光的三维激光扫描仪采样点速率可达到数千点/秒，而采用相位激光方法测量的三维激光扫描仪甚至可以达到数十万点/秒，可见采样速率是传统测量方式难以比拟的。

　　3、主动发射扫描光源

　　三维激光扫描技术采用主动发射扫描光源(激光、，通过探测自身发射的激光回波信号来获取目标物体的数据信息，因此在扫描过程中，可以实现不受扫描环境的时间和空间的约束。

　　4、高分辨率、高精度

　　三维激光扫描技术可以快速、高精度获取海量点云数据，可以对扫描目标进行高密度的三维数据采集,从而达到高分辨率的目的。

　　5、数字化采集,兼容性好

　　三维激光扫描技术所采集的数据是直接获取的数字信号，具有全数字特征，易于后期处理及输出;用户界面友好的后处理软件能够与其它常用软件进行数据交换及共享。

　　6、可与GPS系统配合使用

　　这些功能大大扩展了三维激光扫描技术的使用范围，对信息的获取更加全面、准确。内置数码摄相机的使用,增强了彩色信息的采集，使扫描获取的目标信息更加全面。GPS定位系统的应用，使得三维激光扫描技术的应用范围更加广泛，与工程的结合更加紧密,近一步提高了侧量数据的准确性。

　　7、结构紧凑、防护能力强适合野外使用

　　目前常用的扫描设备一般具有体积小、重量轻、防水、防潮,对使用条件要求不高，环境适应能力强，适于野外使用。