镜面反射物体在新能源、照明、航空航天、生物医学工程等领域有着广泛的应用。镜面反射物体表面的形状偏差对视觉外观及技术性能都有很大的影响,所以建立一个稳定的可以实时测量镜面反射物体形貌的方法非常重要。由于相位测量偏折术PMD（Phase Measuring Deflectometry）具有大的动态范围、高精度、全场测量、非接触等优势而被广泛应用于镜面反射物体的三维测量。而在实际PMD测量系统的检测过程中,存在随机噪声、光照不均匀,被测物的形貌不典型,通过繁琐的系统标定才能得到被测物体的三维形貌等不利因素,使得直接搭建实验系统进行算法对比分析与系统参数分析有诸多困难。为了简单快捷的对PMD系统进行分析,本文基于直接相位测量偏折系统DPMD（Direct PMD）及小孔成像模型建立虚拟DPMD测量系统。此虚拟系统通过计算LCD（Liquid Crystal Display）屏、被测面及CCD（Charge-Coupled Device）相机成像面与参考面间的坐标关系,可以模拟出不同的系统参数下,参考面及被测面上被投射的条纹分布图及相机拍摄到的条纹分布图。当计算出被采集的条纹图的展开相位后,通过DPMD系统的标定公式,即可恢复出被测物的三维形貌。虚拟仿真实验结果证明,此虚拟系统有较高的精度,并为系统参数及误差分析提供了理想的平台。本文应用虚拟DPMD测量系统对DPMD系统中的四个参数进行了分析,并给出当LCD屏间不平行或者LCD屏与参考镜面不平行时虚拟DPMD系统的应用方法。仿真模拟实验及实际实验共同表明:随着LCD屏间的距离?d和相机光轴与参考面间的夹角θ的增大,测量结果的均方根误差逐渐减小;随着LCD₁’屏（LCD₁屏的虚像）与参考镜面间的距离d和条纹周期P的增大,测量结果的均方根误差逐渐增大。选择合适的系统参数搭建了实际反光面三维测量系统,对非连续反光台阶面与凹面镜进行了测量,其中重建台阶面的最大绝对误差与最大均方根误差分别为0.023mm与0.023mm,重建凹面镜的系统误差为0.0239mm。实验结果表明本系统可以精确有效地测量表面非连续的反光物体与曲面物体。