本发明公开了一种高精度真彩三维重建方法，先进行图像采集：将左、右两台高分辨率灰度相机呈水平关系安装，并保留有一定距离，光机安装在两台灰度相机中间，低分辨率彩色相机安装在光机上方，拍摄被测高精度零部件，完成图像采集；然后进行图像处理：所有拍摄图像均传输给计算机，将被测高精度零部件表面的信息通过高精度真彩三维重建的方式记录在点云中，并体现其表面的彩色纹理信息，实现关键零部件的非接触式高精度真彩三维重建。本发明使用双目高精度灰度相机代替双目彩色相机，很大程度上拓宽了捕捉波长的范围，保留了被测高精度零部件更加丰富的纹理细节信息，很大程度上提高了测量的精度。