摘要：截线法的基本思想是，通过用一定长度的直线截过晶粒，可以计算平均多长的直线可以截过一个晶粒，也就是平均晶粒尺寸。
晶粒尺寸测量原理
统计学（平均数）
统计的样本总量越大，最后得出的平均晶粒尺寸越可靠。
截线法晶粒计数
截线法的基本思想是，通过用一定长度的直线截过晶粒，可以计算平均多长的直线可以截过一个晶粒，也就是平均晶粒尺寸。若记直线长度为L，截过晶粒总数为N，则平均晶粒尺寸可表示为：
需要注意的是，
- 在实际计数过程中，直线两端一般没有截过完整晶粒，可统一算作一个晶粒。
- 计数过程中不必关注晶粒“个数”，只需关注穿过的晶粒边界即可。
- 实际计数过程中，某个方向的截过晶粒总数以超过100为宜，即多条直线总计穿过超过100个晶粒。
例如：
橙色截线共穿过5个晶粒边界，即穿过4个晶粒。截线两端未穿过完整晶粒。依据上述原则，可计算截线共穿过5个晶粒。
此时我们只需要再记录截线长度即可得到平均晶粒尺寸。
Image J软件操作
ImageJ是一个基于java的公共的图像处理软件，它是由National Institutes of Health开发的。可运行于Microsoft Windows，Mac OS，Mac OS X，Linux，和Sharp Zaurus等多种平台。其基于java的特点，使得它编写的程序能以applet等方式分发。
首先，没有下载Image J的同学可以去Image J官网下载界面免费下载，该软件为开源软件。考虑到大多数同学使用的是windows版本系统，请下载如下图红框所示版本后进行安装。安装过程十分简单。
安装完成后打开软件（要记住安装位置，双击安装根目录下ImageJ.exe便可以打开软件），打开后是下图所示界面。很简洁，只有菜单栏、工具栏和状态栏。
接下来，我们就要正式开始我们的计数操作了。
设置比例尺
我们知道，图片是以像素为单位的离散数据矩阵。如果我们不设置相应的比例尺，那么后续的直线测量得到的也将是像素点数据，就没有相应的物理意义。
要导入有比例尺的图片，可以通过File->Open…来打开图片文件，也可以通过拖拽该图片文件至ImageJ软件界面上完成。
然后按住Ctrl，滚动鼠标滚轮，将图片比例尺放大到合适大小。该步骤目的是方便对准比例尺，如果大小合适也可不用放大。
接着选择直线工具。
按住Shift，同时鼠标左键拖拽得到一条水平线，与比例尺重合。准确度看个人强迫症程度吧…
接下来点击菜单栏Analyze->Set Scale…
如下图进行操作。
需要注意的是，各位在设置自己的比例尺时需要自己注意比例尺。因为本文中的比例尺是100μm所以“Distance in pixels”设置为“100”，“Unit of length”设置为“um”。
设置好之后单击“ok”就完成的比例尺的设置。设置完成后可以尝试再次给比例尺画直线，从状态栏上可以看到长度数值，以此检测比例尺是否设置成功。
有同学反映“length”项有时候不出现。注意画直线时最好不要按住Shift键，粗略检查一下就好。
记录直线长度及其截过晶粒数目
接下来的步骤就比较简单了，根据公式我们需要记录的只有两个东西：直线长度和直线截过晶粒数目。
Image J给我们提供了很方便的长度记录工具。
用直线工具在图上画出直线后，可以通过菜单栏Analyze->Measure记录长度，也可以使用快捷键“Ctrl+M”。会弹出下图所示的“Result”窗口。
其中“Length”便是图中直线的长度L了，而且是经过比例尺变换过具有真实物理意义的长度。
然后我们可以通过Ctrl+鼠标滚轮对图片进行放大，再对晶粒边界进行判断。依据之前给大家提到的晶粒计数原则，我们可以得到直线截过晶粒数目N。
笔者把这两项数据统计后汇总于Excel表格。
以上数据仅为示例，实际操作应以截取晶粒个数N≥100为宜。之后，我们再对原始数据的操作便是另一个话题了。
写在后面
以上方法是晶粒计数的最基本方法。
该种方法优点是原理简单，易于理解，直观易操作。但其缺点也很明显，我们很容易在画线时加入主观思想；同时其原理简单，会致使很多长度的统计信息实际上没有被充分运用起来，最后可能导致计数结果的不可靠。
接下来文章中，笔者还将会为大家介绍另一种晶粒计数工具，以供大家选择。敬请期待。
如果对上文中的任何一点存在疑惑，欢迎联系笔者。
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