梁錦成+廖承業(yè)

（廣東警官學院 廣東 廣州 510440）

摘 要：犯罪現(xiàn)場遺留形、體、力特征的痕跡物證往往是三維立體的，細節(jié)特征層面比較復雜。通過實驗考察反射變換成像技術在顯現(xiàn)一系列痕跡特征上的效用，結果發(fā)現(xiàn)反射變換成像技術在某些痕跡如金屬上，不僅可以把物質的三維效果反應出來，而且可以排除一些視覺的干擾，可以獲得傳統(tǒng)技術層面上無法獲得的效果。

關鍵詞：痕跡；反射變換成像；模式

在案件的偵破中，痕跡是至關重要的，一個細微的特征，便足以破獲案件，因此我們應更加注意痕跡檢驗技術的提升與運用[1]?，F(xiàn)場中某些痕跡如槍彈痕跡特征和工具痕跡特征[2]若使用傳統(tǒng)的檢驗方法顯微鏡進行觀察，易于造成視覺疲勞和忽略細節(jié)特征。因此，本研究嘗試使用相機與電腦結合的反射變換成像技術（Reflectance Transformation Imaging，簡稱RTI）來更為直觀的反應工具痕跡和槍彈痕跡的重要特征。本次研究中，經(jīng)筆者多次實驗，手印和足跡檢驗的實驗效果不明顯，在本文中不予以討論。

一、反射變換成像

反射變換成像是一種比較新型的技術，最早是在國外進行。在2001年惠普（Hewlett-Packard）實驗室的研究人員Tom Malzbend和Dan Gelb發(fā)明并發(fā)布成果，一開始是利用人工手打燈的方式進行拍攝，主要在文物研究方面進行利用。隨后不斷被各研究團隊完善，開始在文件檢驗方面使用，在字跡筆壓的效果十分明顯，同時在痕跡方面的使用也有一定的程度。

反射變換成像是利用數(shù)字計算的方法對物體法向量、顏色、反射模型等信息進行數(shù)學變換，同時調整光照條件，以強化細節(jié)，從而顯現(xiàn)細節(jié)特征。普通的照相技術只是通過物體的投影和光來反映出物體本身的立體形態(tài)，圖片上的每個像素只是記錄了簡單的顏色信息。而反射變換成像技術所形成的影像，每個像素不單單是記錄物體的顏色信息，還可以記錄物體表面法向量信息。RTI技術是利用穹頂光源，從多個角度進行照射，在多個不同的入射角度的光源下拍攝多張圖片，然后使用RTIbuilder軟件和RTIViewer軟件對圖像進行處理，創(chuàng)建一副描繪表面信息更為豐富、效果更加直觀的三維形態(tài)圖像，。其中RTIbuilder軟件用于合成RTI影像，RTIViewer軟件中的Default、鏡面反光增強（Specular Enhancement）、法向量可視化（Normal Visualization）三種渲染模式用于觀察本次研究的實驗。Default是軟件默認的渲染模式；鏡面反光增強是交互式展示被攝物在光源不同入射角度照射下的反射光形態(tài)；法向量可視化是顯示被攝物除去顏色信息的三維立體形態(tài)[3]。

二、實驗材料與方法

（一）實驗材料

77式手槍發(fā)射的7.62mm的彈殼與彈頭、鋼絲鉗、金屬絲、木板、奶頭錘、橡皮泥

（二）實驗樣本的制作

1.用鋼絲鉗剪出一段金屬絲

2.用奶頭錘敲打木板，制造出打擊痕跡

（三）實驗設備

佳能700D相機、翻拍架、穹頂自動光源裝置、黑色反射小球、Adobe Photoshop CS6軟件、RTIbuilder軟件、RTIViewer軟件。

（四）實驗方法

首先設置相機拍攝相片的格式為RAW，再用快門線連接相機和穹頂自動光源裝置的遙控器，把相機固定在翻拍架上，使鏡頭垂直被拍攝的物體平面。反射小球與被拍攝的主體盡可能在同一平面，保持一定距離，防止投影遮蓋被拍攝主體。遙控器控制穹頂自動光源裝置分別依次從48個位置照射，每一個照射位置拍攝一張照片，共48張照片作為一組，然后使用Adobe Photoshop CS6軟件把每組照片的格式轉換為DNG格式，再轉換為JPEG格式，將轉換后的照片導入RTIbuilder軟件合成RTI影像，用RTIViewer軟件進行觀察。

1.用橡皮泥固定彈殼，使彈殼底部與小球處于同一水平面，拍攝一組彈底窩痕跡。

2.用橡皮泥固定彈頭，使彈頭側面與小球處于同一水平面，拍攝一組彈頭痕跡。

3.用橡皮泥固定金屬絲，使金屬絲斷面上的一個坡面與小球處于同一水平面，拍攝一組鉗剪痕跡。

4.將小球放在木板上，拍攝一組打擊痕跡。

三、實驗結果與討論

（一）彈殼底部痕跡的觀察

1.Default渲染模式下，從圖一中

可以看出明顯的拋殼挺痕跡，擊針頭

痕跡有層次感，可以較清晰地觀察到彈底紋的凹槽，圖像整體有點模糊。

2.鏡面反光增強渲染模式下，雖然圖一中圖像有些反光，但這個彈底有強烈的金屬質感，拋殼挺痕跡相對于Default渲染模式的效果更加有凹凸感，而彈底紋凹槽和擊針頭痕跡由于反光的原因變得不清晰。

3.法向量可視化渲染模式下，圖像去掉了彈殼本身的金屬顏色，可以消除黑色火藥的污垢對觀察的影響，拋殼挺痕跡，彈底窩凹槽，擊針頭痕跡的三維效果很清晰。

（二）彈頭痕跡觀察

1.圖二中Default渲染模式下，主棱線痕跡清晰可見，金屬卷屑堆積在主棱線痕跡上。陽膛線痕跡區(qū)和小線紋痕跡由于受到黑色火藥污垢的影響，效果不明顯，次棱線痕跡的層次感比主棱線痕跡的弱。

2.圖二中鏡面反光增強渲染模式下，彈頭整體呈黑色，金屬卷屑在主棱線痕跡上堆積的效果更加突出，而陽膛線痕跡區(qū)和小線紋痕跡變得更加不清晰了，只是隱約看到一些線紋。次棱線痕跡沒較大的變化。

3.圖二中法向量可視化渲染模式下，消去了彈頭本身的顏色和黑色火藥污垢后，整條主棱線痕跡和金屬卷屑的立體感十分強烈，也可以觀察到一些小線紋痕跡。

（由上自下，Default渲染模式； （由上自下，Default渲染模式；

鏡面反光增強渲染模式；法向 鏡面反光增強渲染模式；法向

量可視化渲染模式） 量可視化渲染模式）

（三）金屬絲斷面的觀察

（由上自下，Default渲染模式；鏡面反光

增強渲染模式；法向量可視化渲染模式）

1.圖三中的 Default渲染模式下，坡面上被鉗剪的痕跡十分清晰，有層次感，圖像放大后可觀察到細微的剪切線條痕。

2.圖三中的鏡面反光增強渲染模式與Default渲染模式相比，對痕跡的觀察沒明顯的變化，但金屬絲的金屬光澤更加明顯，立體感更加強烈。

3.圖三中的法向量可視化渲染模式下，消去金屬絲的顏色后，痕跡的紋路變得清晰可見了，觀察到一層層的凹凸痕跡和細小的剪切線條痕。

（四）木板打擊痕跡的觀察

1.圖四中的Default渲染模式下，木板斷面的痕跡有些模糊，痕壁、痕起緣、痕止緣的效果不清晰，但可觀察到痕壁。痕起緣只是看到模糊的凹凸不平的現(xiàn)象，而沒有看到具體的紋線。痕底雖然清晰可見，但觀察不到特征點。

2.圖四中的鏡面反光增強渲染模式下，木板本身的紋線層次感強烈，清晰可見，痕起緣上凹凸的位置有明顯的立體感。痕壁由于陰影部位的遮擋變得陰暗，觀察不到特征點。痕底上的凹凸痕跡可以反映出打擊物表面的狀況。

3.圖四中的法向量可視化渲染模式下，消去顏色后，層次感雖比Default渲染模式的強，但沒有鏡面反光增強渲染模式的強烈。痕起緣的凹凸感更強烈，但其他痕跡的現(xiàn)象沒有鏡面反光增強反映的直觀。

四、結論

通過以上的實驗效果以及實際操作中，我們可以看出，RTI技術在痕跡檢驗中是一項新型的檢驗技術。痕跡方面的運用特別是槍彈痕跡，工具痕跡的圖像效果清晰，層次分明，立體感強烈。筆者認為，該項技術可以用作同一認定，在痕跡檢驗方面有很大幫助。筆者覺得這項技術有很大的改善空間，目前它只能用于物體表面的拍攝觀察，對于那些立體物體表面痕跡，只能通過將其固定在某一位置進行拍攝，實驗條件苛刻，并且軟件操作和安裝需要電腦環(huán)境有點復雜，具有一定的局限性，需要更深入的研究和改進，但筆者相信RTI技術在不久的將來會更加地簡易地用于痕跡檢驗。

參考文獻

[1] 張冠營. 痕跡檢驗技術在刑事偵查工作中的應用[J]. 湖北警官學院學報，2013（1）：21-22.

[2] 楊敏. 工具痕跡檢驗技術研究的現(xiàn)狀及展望[J]. 上海公安高等?？茖W校學報，2011（4）：52-56.

[3] 劉寧. 運用反射變換成像技術顯現(xiàn)黑色簽名字跡書寫筆壓[J].警察技術，2015（5）：32-34.