本发明涉及主动式光学三维重建技术领域，具体而言，涉及扩展对极几何并实时计算三维点云的若干方法。沿水平方向和垂直方向扫描计算三维点云可以实现更高的精度，但此前利用极线几何的约束通过拟合曲线建立查找表耗时较长。本发明通过扩展对极几何，定义了相位极点和光学极点的概念。使用双向扫描在几何含义上推导出建立9个、7个以及5个查找表计算三维点云的方法，其中，使用5个查找表计算三维点云速度最快且占用空间最少；单向扫描使用扩展对极几何可以将查找表个数由7个减少为4个。如此，通过扩展对极几何预先建立查找表，使用像素坐标为索引在查找表中获取目标参数进而计算三维空间点云，降低了计算复杂度，强化了点云计算的实时性。