第1次从理论上肯定了三维重构的可能性的是Radon的反演公式及其证明[5]。这是有关三维重构的最早记载，在随后的近1个世纪的时间里经过3个阶段的发展，它已经引起人们日益浓厚的兴趣。用途较广，涉及材料、医学等领域。发达国家起步较早，国外在三维重构方面研究的最多的国家是日本，其次是美国和英国。我国从20世纪80年代开始有高等院校和科研院所开展这方面的工作，在医学上的应用已经较为成熟，同时正在不断地向材料领域扩展[6]。在可以预见的将来三维重构技术将成为材料研究的一种重要方法，它使直接观察材料的三维形貌成为可能。与AFM等材料形貌研究方法相比，它简单实用、价格低廉，是一种值得重视和发展的材料研究方法。

目前，在材料科学领域基于三维可视化技术的显微组织研究主要有如下方面：

（1）应用二维和三维几何的数学关系的体视学方法；

（2）通过用粒子束穿透材料的各种显微术直接对三维图像进行观测和测量；

（3）从系列平行平面重建三维空间几何。

1.1.2三维重构技术的分类

三维重构技术可分为非破坏性测量和破坏性测量两种，他们都可获得二维图像数据。非破坏性测量主要有CT测量法、MRI测量法、激光共焦扫描和超声测量法等，破坏性方法主要是连续切片法。

非破坏性测量对材料不会造成任何影响，不影响其使用、正常工作等，但其价格较高。而破坏性测量对材料造成不可恢复的影响，因此其主要适用于能够制样的材料的研究。连续切片法价格低廉、分辨率很高、能精确再现材料内部结构，因此在材料组织研究中有广泛应用，国内将这一技术应用于数字人工数据的获取[7-8]。

1.2  连续切片三维重构技术

连续切片法是通过逐层定量磨去试样材料，从而得到这些不同层次的试样材料金相信息作为重建的基础。再使用计算机图像处理技术将各个界面内的不同信息连接起来，从而得到物体的立体图像。此方法在研究不透明材料的微结构时比较适合。该方法的基本过程为[9]:①首先将材料制成合适大小的试样，将试样打磨、抛光。对非常精细和复杂的组织要用细小切片处理，可在抛光的试样表面打显微硬度压痕，由于硬度测试仪的压头有一定的几何形状，产生的压痕可以方便寻找相关组织和照片对齐。②对需要重建的组织进行照片采集，要保证每张照片都有至少两个以上的硬度压痕。③根据相同的方法得到足够数量的样品照片信息，根据压痕对角线长度计算出相邻两层照片之间的平均距离。具体长度关系由硬度仪的压头顶角度数决定。④直到储存的图片足够了解样品的立体信息时停止照片采集，采用相应的软件将所有的照片依次“连接”起来，得到显微组织的立体结构图。在此过程中要严格控制层与层之间的距离，保证各层之间距离一致。层与层之间的距离越小则得到的三维图像越逼真，在不同的精度要求中要视具体情况而定。可通过控制抛光时间和抛光力度来控制抛去量。

经典的系列截面分析方法一直以来都是3D表征的重要方法[10-11]，然而仅仅通过系列截面法不能提供晶粒取向和晶界取向差等信息，而且逐层移去材料微小薄层的过程是非常繁重的，若要得到越精确的三维图像则要提取越多的样品截面。此过程时间长、过程繁、任务重。然而系列截面法因为价格低廉，分辨率很高，能精确再现材料内部结构。且系列截面法能够实现样品中大尺度（毫米级）的三维微观组织重构，能在短时间内获得材料内部三维组织特征[12]。来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/