Задача сглаживания и распознавания кривизны поверхности реального объекта - интересна, но трудозатратна для реализации. Если нужно прям упереться, и сказать, что вот надо чтоб один в один до долей миллиметра и чтоб в любой точке было 100% соответствия, чуть ли мастер модель - то явно нужна не точечная модель, а модель состоящая из поверхностей, задаваемых векторами и функциями, тогда и с апроксимацией проблем не будет.