本发明公开了一种基于旋转光场的三维表面重构方法，包括：(1)对旋转光场进行参数化表征，建立重构物体与旋转光场的几何关系；(2)从旋转采样光场中提取每个视点图像的特征点，追踪匹配成功的特征点的坐标轨迹，对坐标轨迹进行参数拟合得到正弦函数曲线；(3)由特征点与旋转光场的几何关系，得到特征点与旋转角度在旋转光场中的正弦函数，根据拟合得到的所述正弦函数曲线计算特征点的三维坐标，重构三维图像，并实现三维测量。通过采用本发明提供的基于旋转光场三维表面重构方法，实现了全视角的三维表面重构，可以为虚拟现实和增强现实提供全视角精确的三维结构信息。