三维重建是指从表示物体三维属性的采样数据集中构建出合理的三维自由曲面,是要为已存在的曲面建立模型。它作为当今热门的虚拟显示和科学可视化的基础,被广泛应用于检测和观察中。反射光的偏振中包含了物体的各种信息,可为恢复物体表面形状提供有效的采样数据集。通过分析物体表面反射光的偏振分布,可以获得有关物体表面形态和反射特性的信息。而迄今为止,关于利用反射光的偏振来恢复物体表面形状的研究在国内尚未见报道,国外的相关文献也大多侧重于透明物体和金属。本文首次针对表面光滑的非透明绝缘体,进行了基于反射光偏振分析恢复其表面形状的研究。文中以菲涅耳反射理论为基础,参照金属表面的折反射模型,推导出表面光滑的非透明绝缘体的偏振度与表面法线间的函数关系,据此构建相应算法,对由CCD相机拍得的被测物体的偏振灰度图像进行处理,重建出被测物体的表面形状。实验结果证明了文中提出的方法是可行的,且与以往的重建方法相比,具有实现简单、处理数据量小、成本低的优点,有很好的应用前景。本文的研究,对于开发新的非接触测量物体形状和反射特性的光电测试技术具有重要的理论及实践的指导意义。