本发明公开了一种基于曲面屏相位偏折的大曲率镜面三维形貌测量方法，首先搭建测量系统，再进行系统参数标定，通过参考平面镜得到相应参数后，用被测镜面替换参考平面镜，求解被测镜面的高度信息。本测量方法建立了基于曲面相位偏折的大曲率镜面高度的直接解算公式，避免了复杂的梯度积分及数值分析处理过程，能够实现对非连续镜面的深度测量。本测量方法首次将曲面屏用做相位偏折术的结构光光源，扩大了测量场的范围，扩大了镜面测量相位偏折术的测量高度场与梯度场，实现了测量场放大的效果。