李吉祥內(nèi)蒙古根河市公安局刑警大隊(duì)

談三維攝影測(cè)量法推斷致傷技術(shù)

李吉祥
內(nèi)蒙古根河市公安局刑警大隊(duì)

法醫(yī)三維/計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computeraideddesign，CAD）支持的攝影測(cè)量法（forensic3D/CAD－supported photogrammetry，F(xiàn)PHG）在致傷工具推斷中發(fā)揮著重要的作用。近年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)不斷被改良，到目前為止，聯(lián)合使用攝影技術(shù)和精確測(cè)量法，即FPHG技術(shù)，已成為推斷致傷工具最好的方法之一。

法醫(yī)；三維攝影測(cè)量法；推斷；致傷技術(shù)

傳統(tǒng)攝影術(shù)需要垂直于傷口拍攝，以正確記錄傷口的形狀、尺寸、位置，其實(shí)際上是把在環(huán)境中以三維形式存在的傷口以二維形式用照片記錄下來(lái)，這極大地限制了后續(xù)的嫌疑致傷工具與損傷比對(duì)，從而限制了推斷致傷工具的進(jìn)程，尤其是當(dāng)損傷區(qū)域中有彎曲的區(qū)域或者損傷本身是以三維的形式存在時(shí)更是如此，而FPHG可利用攝影手段拍攝被測(cè)物體的信息并在虛擬空間中以三維的形式表現(xiàn)出來(lái)，完全克服了傳統(tǒng)攝影術(shù)的缺點(diǎn)。

在法醫(yī)檢案中無(wú)論是利用圖表還是通過(guò)對(duì)損傷的準(zhǔn)確測(cè)量而做出的敘述性描述，其在記錄損傷以及隨后的致傷工具推斷方面的應(yīng)用價(jià)值和所起的作用都遠(yuǎn)遜于FPHG技術(shù)，尤其是在器官、組織需要保存的案件中，作為證據(jù)的器官、組織往往會(huì)在保存一段時(shí)間后發(fā)生變質(zhì)。器官、組織的顏色和質(zhì)地也會(huì)受保存技術(shù)的影響而發(fā)生改變。所以傳統(tǒng)方法的應(yīng)用受到原始物體極大的限制，而FPHG技術(shù)，只要對(duì)物體的原始情況進(jìn)行了攝影，其對(duì)嫌疑致傷物的評(píng)價(jià)就可以在任何時(shí)間進(jìn)行，不受原始物體變化的影響，并且原始物體將不會(huì)被接觸，也不會(huì)發(fā)生任何變化。目前在歐洲，攝影測(cè)量學(xué)早已在航空、鐵路、交通事故以及警方記錄犯罪現(xiàn)場(chǎng)等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。下面通過(guò)推斷人頭部模型中橡膠子彈的致傷過(guò)程介紹運(yùn)用FPHG技術(shù)推斷致傷物的方法和流程。

一、記錄過(guò)程的準(zhǔn)備

3D∕CAD支持的攝影測(cè)量學(xué)事實(shí)上是對(duì)物體的一種新型攝影技術(shù)，在對(duì)物體進(jìn)行攝影之后，接下來(lái)對(duì)物體在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行評(píng)價(jià)過(guò)程則需要在物體上或周圍標(biāo)記參考坐標(biāo)點(diǎn)，另外在物體區(qū)域中至少有一個(gè)精確測(cè)量的距離作為已知的參考線。參考坐標(biāo)點(diǎn)大小對(duì)于物體的尺寸來(lái)說(shuō)要適當(dāng)，比如血跡或者皮膚碎屑就可以用小圓點(diǎn)來(lái)表示，如果沒(méi)有足夠清晰可見的自然參考坐標(biāo)點(diǎn)，就需要用筆標(biāo)記或者在物體上黏附一些標(biāo)志物，也可以通過(guò)投影技術(shù)將光點(diǎn)投在物體上作為參考坐標(biāo)點(diǎn)。參考線是以后電腦分析的必要條件，必須通過(guò)擺在物體旁邊的刻度尺來(lái)確定。

二、記錄技術(shù)

FPHG是一個(gè)3D技術(shù)，由于空間中三維形式存在的點(diǎn)是由空間中三個(gè)不同方向的向量確定，所以至少要對(duì)物體從三個(gè)角度進(jìn)行拍攝，垂直于物體的方向最好進(jìn)行拍攝，而一般的拍攝則要從物體的上方、下方、側(cè)面各拍三張。

三、攝影機(jī)和膠片

上述的相片系列可以由測(cè)量攝影機(jī)拍攝出來(lái)，一般不推薦使用商用的數(shù)碼相機(jī)，因?yàn)樵谶@種情況下使用者往往不知道相機(jī)的規(guī)格是否能滿足計(jì)算機(jī)分析的要求，比如焦距等。所有相片系列應(yīng)該被制成動(dòng)畫，無(wú)論是測(cè)量攝影機(jī)還是非測(cè)量攝影機(jī)，都推薦使用100或200ⅠSO的負(fù)片，而不使用反轉(zhuǎn)片。

四、其他的記錄技術(shù)

上文描述的一個(gè)照片系列適用于平坦的簡(jiǎn)單物體，而對(duì)于具有彎曲表面的復(fù)雜形狀，如人體頭部的不規(guī)則損傷，上述照片系列往往無(wú)法達(dá)到要求，這時(shí)就需要配合使用計(jì)算機(jī)模擬法，在計(jì)算機(jī)模擬法中，在虛擬空間中定義物體的點(diǎn)叢密度隨著物體上的參考坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)量增加而增加，這樣輸人計(jì)算機(jī)程序中來(lái)自于物體的點(diǎn)數(shù)也會(huì)增多，這就形成了一個(gè)高密度3D數(shù)據(jù)模型，這樣的數(shù)據(jù)模型就可以適用于具有彎曲表面的復(fù)雜形狀物體，并且攝影除了拍攝照片系列（即九張照片）以外，還需要從垂直方向拍攝放大的相片。此外，也必須拍攝第二照片系列，并且用投射光點(diǎn)組成附加的參考坐標(biāo)點(diǎn)。

九張照片系列和放大照片捕獲對(duì)象本身，允許對(duì)象的基本結(jié)構(gòu)點(diǎn)反饋到計(jì)算機(jī)程序，而第二個(gè)系列記錄對(duì)象的表面和附近區(qū)域，通過(guò)使用一些共同的點(diǎn)和三個(gè)記錄入文檔的圖形單位以在系統(tǒng)中相互關(guān)聯(lián)。

在評(píng)價(jià)系統(tǒng)中相互關(guān)聯(lián)的區(qū)域使用共同的點(diǎn)，如果需要更高精度的物體的3D模型，即高密度虛擬空間中的點(diǎn)，需要將對(duì)象三維掃描到計(jì)算機(jī)（不適用于軟組織的損傷），3D掃描儀適合此過(guò)程。

五、計(jì)算機(jī)分析與評(píng)估

計(jì)算機(jī)使用多圖像評(píng)價(jià)體系處理和放大照片系列，在每張單獨(dú)的照片中，那些相互對(duì)應(yīng)的點(diǎn)會(huì)被選擇并錄入多圖像評(píng)價(jià)體系，參考線以及對(duì)焦的設(shè)置都需要考慮。多圖像評(píng)價(jià)系統(tǒng)根據(jù)這些參數(shù)定義模擬空間中的特定點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，精確度為十分之一毫米。且系統(tǒng)收集的點(diǎn)數(shù)越多，點(diǎn)叢的密度越高，3D數(shù)據(jù)模型就越真實(shí)、越精確。

基于這樣的數(shù)據(jù)模型，在這個(gè)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專家，使用3D∕CAD的軟件包生成虛擬空間中模擬對(duì)象的圖像體積模型，用3D掃描儀記錄的物體的數(shù)據(jù)直接輸入到3D∕CAD程序中，通過(guò)RolleiMetric程序計(jì)算的來(lái)自第一個(gè)照片序列的數(shù)據(jù)也要整合到模型中去，這種結(jié)合的過(guò)程中將使物體獲得最高精度的表示形式。

但是，運(yùn)用攝影測(cè)量法記錄或者通過(guò)掃描并結(jié)合3D∕CAD程序產(chǎn)生的3D模型不會(huì)產(chǎn)生清晰可見的或易于識(shí)別的物體模型，而是產(chǎn)生與物體形狀相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)叢，只有通過(guò)將這些點(diǎn)用線連接起來(lái)，屏幕上的物體才會(huì)變得更容易被識(shí)別，在物體的3D模型的下方放置一個(gè)物體的二維的圖像可以進(jìn)一步提高物體表示的可視性。

六、在計(jì)算機(jī)上的匹配試驗(yàn)

被評(píng)估的物體通過(guò)3D∕CAD系統(tǒng)建模，可以用于檢測(cè)有關(guān)物體的形狀、角度、尺寸的匹配方面的事項(xiàng)，在3D∕CAD的程序中，可以任意呈現(xiàn)、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)物體,并且去比對(duì)嫌疑致傷工具與損傷是否一致。在這個(gè)過(guò)程中要注意嫌疑致傷物不能把損傷區(qū)域的圖案結(jié)構(gòu)遮擋起來(lái)，損傷區(qū)域被遮擋常常發(fā)生在嫌疑致傷工具位于前景而損傷卻位于背景中。這樣的情況下可以采取對(duì)稱表示嫌疑致傷物和損傷，或者將兩者反過(guò)來(lái)表示，這樣便可以防止上述情形的發(fā)生。通常匹配試驗(yàn)中，將致傷工具從背景穿透進(jìn)人前景的損傷區(qū)，因?yàn)檫@樣致傷工具的結(jié)構(gòu)就會(huì)變得清晰可見。