目前，各種顯微鏡和顯微技術(shù)都有了新的發(fā)展，無論是在光源、光路設(shè)計、多用途附件在線使用等方面。為了提高顯微鏡的使用效果，擴大應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)顯微鏡從簡單的視覺、主觀定性判斷、客觀定量顯示、自動圖像處理等方面發(fā)展起來。它與攝像系統(tǒng)在線組成攝影顯微鏡;與計算機在線組成顯微圖像分析儀;與分光鏡在線組成顯微鏡分光光度計和圖像儀;與數(shù)碼相機在線組成數(shù)碼顯微鏡。因此，顯微鏡的發(fā)展是不可估量的。

　　雖然光學(xué)顯微鏡簡單方便，但其分辨率不高。雖然顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計和觀察方法得到了極大的改進，但觀察效果和效率都得到了提高。特別是數(shù)字技術(shù)使圖像數(shù)字化，為定量金相分析提供了條件。根據(jù)材料研究的多樣化，顯微鏡各種功能的模塊化設(shè)計為擴展顯微鏡功能提供了良好的平臺，如電臺、加熱臺、自動聚焦、物鏡電氣化、觀察方法電氣化等，為材料科學(xué)研究和產(chǎn)品質(zhì)量控制提供了有利的工具。但由于光波波長的限制，金相顯微鏡的放大倍數(shù)從幾十倍到2000倍，極限分辨率約為200nm。一般來說，金相組織中幾十微米尺寸的細節(jié)只能觀察到，相關(guān)晶體結(jié)構(gòu)、取向、缺陷和成分也不能提供信息。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金相學(xué)不斷豐富新內(nèi)容，擴大領(lǐng)域，材料微形態(tài)分析測試儀器不斷更新發(fā)展，從光學(xué)顯微鏡(0M)到電子顯微鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、場離子顯微鏡(FTM)、掃描激光聲成像顯微鏡(SPAM)等。到目前為止，電子顯微鏡的點分辨率優(yōu)于0.3nm，晶格條紋分辨率優(yōu)于0.14nm，特別是高分辨率透射鏡可以了解原子點陣的排列，打開觀察原子世界的大門。電子顯微鏡的使用使材料學(xué)科的發(fā)展進入了極端微世界，成為各領(lǐng)域科學(xué)家不可或缺的工具之一。

　　光學(xué)金相技術(shù)可以在材料制備、加工和熱處理過程中提供許多相變和顯微組織演變的定性和定量信息。然而，一般*在一維或二維圖像的定量信息中，難以直接用于建立組織結(jié)構(gòu)與材料性能或功能之間的定量關(guān)系，或難以解釋實際的物理意義，具有明顯的局限性。特別是對于不透明材料的三維微組織，許多涉及三維顯微組織的材料理論模型的驗證，難以實現(xiàn)顯微組織演變過程的研究。因此，基于模型的材料視覺研究、顯微組織的三維視覺研究、材料顯微組織的虛擬設(shè)計仍需要尋求新的輔助研究方法。

　　材料微組織結(jié)構(gòu)圖像的獲取、新的存儲和傳輸方法以及更好的圖像處理、分析方法的不斷出現(xiàn)和改進、視覺原理和實驗技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用、計算機硬件和軟件能力的快速發(fā)展是材料顯微組織形式從定性表征到定量表征，從二維觀察到三維幾何信息測試的發(fā)展和應(yīng)用提供了難得的機遇。借助材料顯微組織結(jié)構(gòu)的計算機輔助模型和模擬設(shè)計，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計和圖像分析技術(shù)，推斷三維組織圖像科學(xué)稱為視覺，使組織圖像定量分析(定量金相學(xué))成為材料科學(xué)和工程發(fā)展史上成功的實驗技術(shù)之一，也是金相學(xué)發(fā)展的趨勢。當材料組織的三維可視化或雖然可視化但尚未獲得其定量表征數(shù)據(jù)時，視覺分析可以以非常小的成本獲得三維組織結(jié)構(gòu)的無偏差定量測量，從而成為不可或缺的顯微組織定量分析和表征工具。