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迅速、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。
3d扫描仪选购标准
1：应用领域
例如，仅仅创建游戏场景的游戏开发者不仅对高分辨率网格感兴趣，而且对对象的纹理也感兴趣。如果是这样，三维摄影测量将是这种情况下比较好的解决方案
2：对象类型
对于3d扫描人和动物，我们应该尽量避免使用3d激光扫描仪和蓝光3d扫描仪，因为长期直视可能会损害眼睛。摄影测量可能是一个不错的选择，但是这项技术要求拍摄对象保持静止。
3：对象的尺寸/距离
对于工业级三维扫描仪，一般来说，扫描较小的物体且物体外形结构纹路非常复杂(例如硬币、牙齿大小的物体)，那么选择拍照式三维扫描仪在细节度和精度上有很强的优势;如果扫描对象是机械零部件、汽车飞机外形等中大型工件，那么选择用手持式三维扫描仪在精度和速度上具有很强的优势。
4：对象表面
我们需要考虑的另一个因素是扫描对象的表面材质，即使是最好的3d扫描仪，在面对不合适的表面时也会产生不令人满意的结果。激光三维扫描仪和拍照式三维扫描仪在扫描透明材质表面都有严重问题，会导致产生变形和碎片化的网格;针对高反光材质表面，手持式激光三维扫描仪是目前最适合的选择;拍照式三维扫描仪无法直接扫描，通常需要喷粉。
5：精度
最后，许多应用领域中3d扫描重要的功能就是精度。接触式3d扫描仪(cmm三坐标测量仪)具有极高的精度(可达微米级别)，不受物体颜色、光照限制，适用于外形尺寸简单的物体测量。但是三坐标也有很多缺点，比如容易损伤被测物体表面，不能测量软质物体;受机械运动限制扫描速率很慢;受环境温度湿度影响;只能获取关键点三坐标，不能反应整个工件形状。通常情况下，针对较小的物体，拍照式三维扫描仪精度上具有优势，且物体越小，优势越大;针对中大型物体，手持式三维扫描仪在精度上具有非常大的优势，且物体越大，优势也越大。
3d扫描仪技术一般以数字化测量设备的输出数据为原始信息来源。只有在得到要逆向的实体的表面三维信息，才能实现后面的工作，如模型的检测，复杂曲面的建模、评价、改进和制造。而三维扫描仪测量方法的好坏直接影响到对被测实体描述的准确、完整程度，影响到数字化实体几何信息的速度，进而影响到重构的cad曲面、实体模型的质量，并会影响到整个工程的进度和质量。因此，在整个的链条中，处于整个工程的开始，因此是整个工程的基础，也是技术的一个关键技术部分。
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