工程陶瓷材料的显微结构对其性能有重要的影响。由于多数材料是不透明的,其几何特征通常不能从块体样品中直接获得,传统方法通过在显微镜下获取样品的二维截面图像,来对其显微结构进行研究。然而平面图形难以直观准确地反映真实的三维几何,甚至对于诸如颗粒间的空间连通性这样的性质,都难以作出正确的判断。　　 本文针对传统研究方式的不足,提出一种通过三维重建技术来对陶瓷材料的显微结构进行观察与分析的方法。研究了各类序列图像获取手段和数字图像处理算法,并对实验获得的显微结构图像进行了数字图像处理。通过对各种三维重建方法的分析,从中选择适合的算法。借助于三维可视化工具包VTK,利用体绘制技术中的光线投射算法,对陶瓷材料的显微结构进行了三维重建,实现了三维显微空间中颗粒的大小和空间分布的显示,获得了关于颗粒空间连通性的结论。将数据场中的多种分类物质在一张可视图中显示,揭示它们的相互关系,从整体上了解样本材料中晶相的分布情况,进行了全局观察。利用面绘制技术中的移动立方体算法,对陶瓷材料的显微结构进行了三维表面重建。根据预先设定的等值面阈值,将感兴趣的部分以等值面的方式抽取出来,而忽略三维数据场的其它体数据信息,从而达到进行局部查看的目的。对重建后的结果进行了绘制效果和算法执行效率的分析,以及平移、旋转和缩放等实时交互操作,并且进行了三维空间的长度和角度测量。　　 实验结果表明,本文方法可用于陶瓷等非透明工程材料的显微结构研究,实现从三维角度考察颗粒的空间连通性和分布状况,并进行定量的测量分析。所提出的方法实现了半透明等复杂绘制效果,达到了实时交互的绘制要求。