人的脸部特征复杂、细节纹理丰富,获取高精度人脸三维模型成本高、工作量大。针对于此类问题,提出了基于梯度光图像的高精度三维人脸重建算法。本文利用球形灯光装置建立6种不同的光照模式,并利用偏振光特性对镜面反射光和漫反射光进行分离。利用单向梯度光图像并基于双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)得到反射光方向与法线方向的关系,通过计算获取镜面反射和漫反射法线图。将增强后的镜面法线图和漫反射法线图进行融合并映射到低模上可以重建出高精度的三维人脸模型.。实验结果表明,本文方法计算复杂度低,重建精度高,利用窗口大小为7的高通滤波增强的镜面反射法线图和漫反射法线图以2:1的比例融合之后进行重建的效果最佳,模型精细到微尺度级。