孫赫遠(yuǎn)

摘 要：隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展，警察在破案時可應(yīng)用的科技技術(shù)也是越來越先進(jìn)，犯罪現(xiàn)場的三維建模技術(shù)就是其中的一種，我們都知道，警察在破案的時候需要對犯罪現(xiàn)場都是要測量，勘測，記錄下現(xiàn)場的各種信息，方便保留，也可作為庭審的證據(jù)，而犯罪現(xiàn)場三維建模技術(shù)就能很好地再現(xiàn)犯罪現(xiàn)場。本文就犯罪現(xiàn)場三維建模技術(shù)展開研究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：犯罪；三維建模

一、什么叫三維建模

1.1三維建模的重要性

科技的不斷進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展迅速。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要就是利用計算機(jī)講現(xiàn)實生活重現(xiàn)在計算機(jī)里面的三維動態(tài)實景。隨著大量人員和資金的投入，公安信息技術(shù)的研究人員對這種發(fā)展迅猛的技術(shù)如何利用進(jìn)行研究，主要就是在計算機(jī)上對犯罪現(xiàn)場進(jìn)行還原，對于傳統(tǒng)的勘察不同的是，傳統(tǒng)勘察主要是勘察現(xiàn)場和提取物證還有對相關(guān)人員進(jìn)行口頭問詢描述等等方法。這些方法都有共同的缺點就是工作比較繁瑣耗時耗力，往往拖慢破案的效率。新方法是將三維建模的設(shè)備到現(xiàn)場進(jìn)行掃描，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行測量，但這種方法本質(zhì)上并不算的是三維建模重現(xiàn)技術(shù)，只能算的上是對與計算機(jī)視頻技術(shù)的延伸。但是國內(nèi)目前的三維建模技術(shù)并不成熟，但對犯罪現(xiàn)場的三維模擬技術(shù)的需要卻很急切。在這方面國內(nèi)目前是根據(jù)一些信息進(jìn)行圖像渲染技術(shù)或者在根據(jù)信息構(gòu)建一個警用模型。但這些方法較為復(fù)雜，公安現(xiàn)在需要一個能夠更加便捷的明了的系統(tǒng)，使那些非專業(yè)人員的警察也可以利用這套簡潔明了的系統(tǒng)進(jìn)行勘察。建立的三維模擬重現(xiàn)犯罪現(xiàn)場的各種大大小小的物件，也可以使公安干警勘察周圍環(huán)境。這項技術(shù)可以有效的將工作的時間和對于人力的消耗都大大降低，但是這項技術(shù)并沒有成熟，還需要大量的研究人員進(jìn)行研究實驗。

1.2三維建模的的有利處

三維建模所創(chuàng)建的犯罪虛擬現(xiàn)場是一種在計算機(jī)系統(tǒng)上體驗一次犯罪現(xiàn)場的感覺，利用計算機(jī)三維建模來所創(chuàng)建的虛擬的犯罪現(xiàn)場，里面包含著周圍的環(huán)境和人員的行為特征，讓調(diào)查人員有一種設(shè)身處地的感覺。在這種環(huán)境下調(diào)查人員可以更加客觀的對事實進(jìn)行分析的調(diào)研?？偟膩碚f，三維建模所帶來的虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為調(diào)查人員帶來存在感、客觀性、人機(jī)的良好交互和一定的實踐性。如存在感是至調(diào)查人員可以在三維建模的虛擬現(xiàn)實中犯罪就像發(fā)生在面前一樣，觀察犯罪嫌疑人所犯得的罪行。在客觀性上，三維建模重構(gòu)不能脫離犯罪現(xiàn)場的各種真實信息，這些信息也是三維建模重構(gòu)的重要信息，信息來源于客觀存在的各種物證的特征痕跡。在人機(jī)交互性上面，計算機(jī)系統(tǒng)模擬犯罪嫌疑人的各種行為特征的同時也在模擬被害人的各種行為和反應(yīng)，從而讓調(diào)查人員能更好的對案件進(jìn)行系統(tǒng)的分析。

1.3三維建模的快速建模

三維建模是將需要建模的對象構(gòu)建立體模型，然后利用各種軟件外加編程制作圖形顯示，然后對其進(jìn)行必要的操作。物體大部分是幾何模型，主要由體模型和面模型外加上線模型構(gòu)成幾何模型。在三維建模時，大部分由物理建模和運(yùn)動建模還有幾何建模.在進(jìn)行建模的時候，單單只是靜態(tài)模型是不夠的，必要的時候還需要動態(tài)模型，比如模型的形變和模型運(yùn)動碰撞產(chǎn)生的形變，除此之外還需要對物體的重量、材料、產(chǎn)生的形變還有一些物體特性等.上述的都需要考慮進(jìn)去優(yōu)化建模.但是上述建模往往需要消耗大部分的時間，這和原本的需要產(chǎn)生了沖突，所以我們還需要一種快速的建模方法.傳統(tǒng)的建模方法時需要三維建模軟件進(jìn)行手工操作，對于最龐大的廣大公安干警來說無疑是巨大的工作量，所以考慮到這些原因，使用opengl開發(fā)庫來實現(xiàn)快速建模，該引擎被廣泛認(rèn)可的使用到游戲和三維虛擬現(xiàn)實中，喲組合先進(jìn)的圖形渲染技術(shù)，能實現(xiàn)快速的三維建模，能夠大大的縮減前面所說的手工三維建模的時間.

1.4前期建立道具模型庫

在三維快速建立模型的時候，可以將犯罪現(xiàn)場經(jīng)常遇見的物體建立模型庫.比如常見的家具或者刀具等一些常見的設(shè)備道具.這些模型的也可以進(jìn)行大致的分類如家具模型、刀具模型還有一些建筑模型等等.通常并不要求這些模型的高精度.當(dāng)完成建模的時候可以使用免費的OSG插件保存.然后將這些保存到數(shù)據(jù)庫中，在需要的時候可以快速的對這些已經(jīng)建好的進(jìn)行處理.。

1.5建立人物模型

在勘察犯罪現(xiàn)場時，公安干警在對周圍信息的采集會根據(jù)犯罪人員在犯罪現(xiàn)場留下來的痕跡進(jìn)行推測，如身高、體重、性別等進(jìn)行大致的推測.對整個案情的破解有著重要的作用.使用三維快速建模，利用現(xiàn)場勘察出來已知的信息建立三維人物模型.

1.6三維模型的應(yīng)用

在三維虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，考慮如何將三維快速建模的技術(shù)良好得應(yīng)用到犯罪現(xiàn)場的建模中.當(dāng)然，三維重建犯罪現(xiàn)場并不是一個簡單的工程，它所包含的技術(shù)非常廣泛，在不同的地域所研究的技術(shù)研究也不盡相同.在上述已經(jīng)講述了如何建立模型庫，當(dāng)完成這些模型庫的時候，接下來就是對應(yīng)用框架進(jìn)行使用分析.首先是建立良好的人機(jī)交互（Human–Machine Interaction）和常見的場景。利用OSG優(yōu)秀的引擎技術(shù)如場景交互控制和回調(diào)機(jī)制實現(xiàn)虛擬犯罪現(xiàn)場的三維虛擬動態(tài)場景。為了還原真實的現(xiàn)場環(huán)境，在模型的位置存在偏差的時候，可以對偏差的場景進(jìn)行修改，增強(qiáng)三維建模的還原度。在對犯罪現(xiàn)場進(jìn)行分析的時候，也可以對視角進(jìn)行修改，使公安干警可以更加直面的了解犯罪現(xiàn)場，使之在進(jìn)行分析的時候不容易漏掉不注意的點。

二、三維建模技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1三維建模分析犯罪嫌疑人

在犯罪分析中，不單單只是現(xiàn)場進(jìn)行三維建模重現(xiàn)，利用技術(shù)對嫌疑人的心理進(jìn)行分析，還包括對犯罪嫌疑人的犯罪過程分析和被害人的在犯罪現(xiàn)場的的行為分析，還包括犯罪嫌疑人使用的器具進(jìn)行分析。所以，在三維建模重現(xiàn)現(xiàn)場的時候?qū)ο右扇说母黜椞卣鞣治鍪钦麄€案情的關(guān)鍵點。在對嫌疑人的關(guān)鍵行為進(jìn)行三維建模時，應(yīng)該分析嫌疑人的主要各項特征，如外形身高體重等等。在建模的方法上大部分采用的是運(yùn)動學(xué)和物理控制，還利用關(guān)鍵幀和動力學(xué)方法進(jìn)行行為建模。通過一些關(guān)鍵性的行為，在使用計算完成中間的部分，使之整個行為建模更加豐富和飽滿，也更加有利于整個案件的突破。

2.2犯罪現(xiàn)場布局

三維快速建模中利用前面所說到的建模庫，便捷的通過一些操作和處理來對現(xiàn)場的一些環(huán)境進(jìn)行還原布置。如在使用場景圖形的時候，為了更加直觀的進(jìn)行表達(dá)，大多采取樹狀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。也更加符合大多數(shù)人的空間事物的排列，為了增強(qiáng)高效的渲染效果在不同物體的細(xì)節(jié)和層次上和盡量減少系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，可以借助OSG引擎進(jìn)行投影剔除和隱藏面剔除。

三、總結(jié)

三維建模創(chuàng)建犯罪現(xiàn)場的虛擬現(xiàn)實對于案件的調(diào)查提供了便利，通過模型庫的創(chuàng)建和OSG引擎的幫組渲染，進(jìn)行三維快速建模重新犯罪現(xiàn)場。可以說此項技術(shù)在未來一旦成熟運(yùn)用，對于案件偵破更加省時省力，在三維建模里面通過不同的視角觀看犯罪現(xiàn)場，直白的將各個視角的場景提供給公安干警。犯罪現(xiàn)場三維建模技術(shù)完全可以滿足偵破案件的實際需求，在對技術(shù)進(jìn)行研究的同時，一些不足之處就表現(xiàn)出來。如在重現(xiàn)犯罪現(xiàn)場的時候，對于建筑物的建模應(yīng)該是二維草圖構(gòu)建完成三維模型的分析和計算。但不能否認(rèn)，此項技術(shù)對于提升案件的效率有著傳統(tǒng)方法不能比擬的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]劉晉，稅午陽，任鏷.犯罪現(xiàn)場三維建模技術(shù)研究進(jìn)展[J].刑事技術(shù)，2017，42（03）：216-221.

[2]何長鵬，羅鴻斌，張燕.三維快速建模技術(shù)在犯罪現(xiàn)場重建中的應(yīng)用研究[J].江蘇科技信息，2016（31）：52-54+68.

[3]陸羽佳，江晨，劉亞秋，邢文萍.三維動畫技術(shù)在重現(xiàn)犯罪現(xiàn)場過程中的應(yīng)用[J].法制與社會，2012（16）：130-131.

[4]畢碩本，張國建，侯榮濤，梁靜濤.三維建模技術(shù)及實現(xiàn)方法對比研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2010，32（16）：26-30+83.

[5]王靖亞，王斌君，趙雷.犯罪現(xiàn)場數(shù)字化立體還原系統(tǒng)設(shè)計[J].西北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，40（01）：69-72.

（作者單位：中國人民公安大學(xué)（團(tuán)河校區(qū)））