刁小飛,張　明

(中國刑事警察學院，遼寧 沈陽　110035)

隨著社會主義現(xiàn)代化進程的不斷加快，公眾對公安工作提出了更高的要求，提高辦案效率，提高辦案質(zhì)量，提高辦案水平，是公安工作獲得民眾支持的必經(jīng)之路。目前，在偵查實踐中，大案要案的破獲率很高，但是在證據(jù)的收集和案件的破獲效率等方面還存在著可以改善的問題。當前，增強現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)成為研究的熱點，其發(fā)展于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，又是對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的突破與發(fā)展，能更好的實現(xiàn)人的沉浸感與交互性。增強現(xiàn)實技術(shù)以其獨特的功能和作用，在現(xiàn)場的保護、證據(jù)的提取分析、犯罪現(xiàn)場重建等方面都是可以大有作為。

1　增強現(xiàn)實技術(shù)概述

1.1　增強現(xiàn)實技術(shù)的概念

增強現(xiàn)實(Augmented Reality，以下簡稱AR)技術(shù)是一種將虛擬與現(xiàn)實結(jié)合的技術(shù)。通過對真實物體的識別來生成當前任務所需的虛擬信息，并顯示在真實世界的特定位置，支持用戶與其交互，實現(xiàn)對現(xiàn)實的“增強”。它是一種通過將計算機產(chǎn)生的圖形、文字注釋等虛擬信息有機的融合到使用者所看到的真實世界景象中,對人的視覺系統(tǒng)進行景象增強或擴張的技術(shù)。增強現(xiàn)實技術(shù)以現(xiàn)實世界為載體，借助于數(shù)字技術(shù)在現(xiàn)實世界中疊加虛擬景象，能夠幫助用戶更好的探索現(xiàn)實世界并與之交互[1]。

1.2　增強現(xiàn)實技術(shù)的應用原理

AR技術(shù)的現(xiàn)實應用是由多種操作技術(shù)和設(shè)備共同完成，如成像設(shè)備、跟蹤技術(shù)、定位技術(shù)和交互技術(shù)等。其基本的步驟主要包括(1)由成像設(shè)備進行真實場景的信息采集，如攝影和錄像；(2)根據(jù)跟蹤定位技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析；(3)生成虛擬景象；(4)合成視頻或直接顯示[2]。

如圖1所示，真實場景是AR技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。首先，通過成像設(shè)備(攝影或錄像)對真實場景信息的采集輸入；第二步是應用視頻檢測技術(shù)、GPS、陀螺儀等技術(shù)進行定位，其中視頻檢測技術(shù)是AR系統(tǒng)中最常見的精準定位方法；第三步是系統(tǒng)在平面上繪制虛擬物體，進行渲染，疊加到現(xiàn)實場景中，最后通過顯示器進行展示。

圖1

2　增強現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)場勘查工作中的應用可行性分析

增強現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)場勘查工作中功能的發(fā)揮主要依賴三個方面，第一，是技術(shù)本身。AR技術(shù)的成熟是其運用到各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)。第二，公安數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。數(shù)據(jù)庫為AR技術(shù)的分析比對功能提供必要性條件。第三，偵查和技術(shù)人員主體作用的發(fā)揮。

2.1　增強現(xiàn)實技術(shù)成熟性分析

在勘查工作中，增強現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)，需要其自身系統(tǒng)技術(shù)起到基礎(chǔ)性的作用。20世紀90年代，波音公司的Tom caudell和他的同事首次提出了“增強現(xiàn)實”，將其應用于機械的拆卸過程。之后增強現(xiàn)實技術(shù)開始被廣泛的應用到各領(lǐng)域，如教育、醫(yī)療、軍事、建筑、娛樂、旅游等。AR技術(shù)的應用取決于成像技術(shù)、跟蹤與定位技術(shù)和交互技術(shù)這三大技術(shù)。相應的，增強現(xiàn)實系統(tǒng)的正常工作，需要三個組件：頭戴式顯示器、跟蹤系統(tǒng)、移動計算能力。目前常用的增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成形式有Monitor-Based增強現(xiàn)實系統(tǒng)、光學透視式和視頻透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)。

同時，增強現(xiàn)實技術(shù)也是一種新的信息呈現(xiàn)范式，將數(shù)據(jù)信息投射到真實的物體和環(huán)境中，人們就能通過AR同時處理數(shù)字和物理信息，無須再對兩種信息進行轉(zhuǎn)換。相比以往的工作方法，AR技術(shù)大大提升了我們吸收信息、決策和執(zhí)行的速度和效率。以汽車搭載的AR設(shè)備為例，以往使用GPS導航時，需要駕駛者實時注意屏幕上的地圖，然后思考在現(xiàn)實的道路上"按圖索驥"。駕駛者的注意力必須在屏幕和路面上來回切換，并在腦海里建立聯(lián)系。AR顯示設(shè)備，直接將導航畫面疊加到實際路面上，這大大減少了頭腦處理信息的負擔，避免注意力的分散，將駕駛危險降到最低。經(jīng)過二十多年的研究，AR技術(shù)能力不斷提升，客戶體驗不斷優(yōu)化，在各領(lǐng)域的應用更加具有契合度。

2.2　公安數(shù)據(jù)庫建設(shè)的逐漸完善

在現(xiàn)場勘查工作中，痕跡物證的比對鑒別需要發(fā)揮公安數(shù)據(jù)庫的作用。AR系統(tǒng)需要和數(shù)據(jù)庫進行連接，才可以做到數(shù)據(jù)的實時調(diào)取與分析。在大數(shù)據(jù)時代，我國公安工作更加重視數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，目前有比較完善的全國人口基本信息資源庫、全國在逃人員信息資源庫等八大數(shù)據(jù)庫；還有指紋數(shù)據(jù)庫、DNA數(shù)據(jù)庫，鞋底花紋數(shù)據(jù)庫等比較完善的物證信息庫；在各行業(yè)的自建數(shù)據(jù)庫，公安在特殊情況下也有權(quán)限進行查詢，如阿里巴巴集團的數(shù)據(jù)庫、銀行數(shù)據(jù)庫、電信集團的數(shù)據(jù)庫等等。面對特殊的犯罪形勢，公安工作對數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重視程度與日俱增，我國的數(shù)據(jù)庫建設(shè)將會越來越完善。

AR技術(shù)在偵查工作的應用過程中，需要和各大數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)網(wǎng)，以便實時檢索所需要的信息。例如，在犯罪現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)一枚指紋，通過AR設(shè)備進行掃描之后，系統(tǒng)需要自動連接到指紋數(shù)據(jù)庫進行檢索，之后進行有關(guān)這枚指紋的各項信息的展示，整個過程高效便捷。AR技術(shù)具有交互的功能，當對特定的物體進行鑒別時，會自動生成虛擬交互界面，然后由操作人員進行指令性操作，以查詢相關(guān)信息。數(shù)據(jù)庫的建設(shè)愈加完善，為AR技術(shù)的應用提供了可能性。在此基礎(chǔ)上，偵查人員將可以做到更快的破大案，更準的辦好案。

2.3　偵查技術(shù)人員辦案能力的可提升性

考慮到AR裝備的成本以及數(shù)據(jù)信息的保密要求，AR設(shè)備的運用只能由具有現(xiàn)場勘查權(quán)的偵查和技術(shù)人員使用。我國的偵查人員一般具有較高的偵查水平，了解現(xiàn)場勘查的要點所在，能對現(xiàn)場做到全局把握。但是，偵查人員由于專業(yè)局限，對于技術(shù)方面的知識知之不多，只能等技術(shù)人員做完鑒定之后才能獲得準確的相關(guān)信息，時間上的延遲，就有可能導致最佳辦案時機的喪失。而AR技術(shù)則可以提高偵查人員的技術(shù)分析能力。技術(shù)人員能夠根據(jù)AR技術(shù)提供的信息線索，快速的鑒定比對出最準確的結(jié)果。借助于AR技術(shù)，偵查人員可以快速的獲得現(xiàn)場痕跡物證的信息，而不必過分依賴技術(shù)人員那里的信息，就可以及時部署下一步的工作方案，大大提升偵查人員辦案能力，抓住破案時機，提高破案速度。

3　增強現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)場勘查實踐領(lǐng)域中的應用[3-4]

3.1　立體現(xiàn)場保護，永久現(xiàn)場保存

對于案發(fā)現(xiàn)場的保護，要求及時迅速，任何情況都可能導致現(xiàn)場物證、痕跡的變動或者毀滅，影響偵查的工作進程與效率。AR技術(shù)在現(xiàn)場保護方面具有獨特的作用。首先，AR技術(shù)注重細節(jié)的刻畫，體現(xiàn)在立體繪制現(xiàn)場環(huán)境、構(gòu)建虛擬標記、3D對象。走進犯罪現(xiàn)場，技術(shù)人員應用AR技術(shù)，依托于跟蹤定位技術(shù)，可以快速的對周圍環(huán)境進行掃描繪制3D現(xiàn)場圖，而且可以對特殊的痕跡物證構(gòu)建虛擬的標記，以提示哪些需要注意 。

其次，AR技術(shù)具有永久保存犯罪現(xiàn)場的特殊作用。AR技術(shù)借助于設(shè)備當然具有保存的功能，通過掃描獲得的疊加虛擬景象的場景，可以作為電子數(shù)據(jù)進行保存。最獨特的地方在于，它可以實現(xiàn)立體現(xiàn)場的永久保存，無論幾天、幾月還是幾年后，漫長的調(diào)查進度中，相關(guān)人員可以再次沉浸到最初的案發(fā)現(xiàn)場，同樣也意味著，在案件審理過程中，所繪制的犯罪現(xiàn)場還將可能被用作證據(jù)。

3.2　提高鑒定比對能力，提升偵查效率

在刑事案件中，痕跡物證是獲得偵查線索、破獲案件的關(guān)鍵。首先，在偵查人員方面，偵查人員應用AR技術(shù)，在進入現(xiàn)場后，對現(xiàn)場環(huán)境存在的痕跡物證進行精細的、多角度的掃描，然后AR技術(shù)自動在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中直接進行匹配檢索，得出具體的數(shù)據(jù)參數(shù)，顯示在偵查人員眼前。

AR技術(shù)可以在裸眼畫面上投放數(shù)字信息，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的"無縫"對接。例如，在故意殺人案件中，偵查人員借助AR設(shè)備掃描現(xiàn)場留下的指紋，就可以根據(jù)指紋特征自動在指紋數(shù)據(jù)庫中進行檢索，以匹配到最可能的犯罪嫌疑人并進行展示其信息。在盜竊案件中，掃描到撬壓痕跡，即可根據(jù)撬壓形成的痕跡分析出使用的作案工具，并顯現(xiàn)在偵查人員面前。某種程度上來說，借助于AR技術(shù)，偵查人員具有“看到即可知道”的能力。

3.3　輔助犯罪現(xiàn)場重建和偵查實驗

犯罪現(xiàn)場重建是基于對現(xiàn)場中的痕跡物證的狀態(tài)、位置及其相互關(guān)系的觀察分析和利用實驗室檢驗結(jié)論，合乎邏輯的重構(gòu)案件發(fā)生的內(nèi)容及其經(jīng)過。AR技術(shù)在犯罪現(xiàn)場重建方面的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：首先，AR技術(shù)的應用可以逐步實現(xiàn)“無紙化重建”。在現(xiàn)場勘查過程中，會根據(jù)不同的痕跡物證制作不同的證據(jù)材料，如文字材料，圖片材料或者視頻材料。在辦理案件的過程中，可能會因為某種原因?qū)е掳讣牧系膩G失或毀壞，而導致無法進行重建。AR技術(shù)則在這方面通過3D建模，構(gòu)建虛擬標記，繪制現(xiàn)場環(huán)境等措施擺脫實體證據(jù)材料的束縛，因為AR技術(shù)具有分析處理、交互的功能，對于現(xiàn)場的證據(jù)材料的分析處理即可作為重建的依據(jù)。因此，借助于AR技術(shù)，現(xiàn)場重建并不必然需要那些證據(jù)的實體形式。當然，文字、圖像、錄像等材料在證明犯罪方面發(fā)揮重要作用。

其次，AR技術(shù)能夠輔助偵查實驗。偵查實驗是偵查人員為了驗證某一現(xiàn)象或者某一事實是否存在，或者在某種條件下能否發(fā)生，怎樣發(fā)生，將該事實或者現(xiàn)象在一定條件下重新再現(xiàn)的一種偵查措施。AR技術(shù)具有將虛擬景象疊加到現(xiàn)實場景的功能，可以進行立體呈現(xiàn)和交互。在偵查實驗中，使用AR技術(shù)構(gòu)建出3D虛擬景象，設(shè)定其他條件，就可以通過多次實驗以驗證事實發(fā)生的可能性或者事實是如何發(fā)生的。

3.4　信息實時共享，實現(xiàn)多警參與、快速反應

為了提升案件的偵破效率，往往需要多警種進行合作。AR技術(shù)具有信息共享功能，最先進入現(xiàn)場的偵查人員在犯罪現(xiàn)場能夠?qū)崟r的將繪制出的現(xiàn)場圖和數(shù)據(jù)材料進行遠程傳輸，以便相關(guān)的調(diào)查人員進入現(xiàn)場，從而實現(xiàn)了不同警種之間的合作與交流。AR技術(shù)的信息實時共享一方面能很好地使現(xiàn)場勘查工作做到有條不紊，避免不必要的現(xiàn)場破壞。另一方面，面對小案多發(fā)的態(tài)勢，AR技術(shù)的信息的實時共享能夠使警力得到合理的調(diào)度，提高破案速度和效益。

對于一些案件來說，時間往往是破案的關(guān)鍵。多警參與、快速反應能很大程度上提高案件偵破速度，但是需要建立在信息能夠及時共享的基礎(chǔ)上。針對多發(fā)性侵財犯罪中的入室盜竊案件，AR技術(shù)能夠迅速地繪制出3D現(xiàn)場圖，并進行現(xiàn)場的足跡、指紋等痕跡的數(shù)據(jù)分析，然后將信息及時共享給網(wǎng)偵、視偵、治安等部門，實現(xiàn)快速反應和完善證據(jù)鏈，從而實現(xiàn)破獲案件并深挖犯罪。

4　增強現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)場勘查中應用時需要注意的問題

4.1　偵查人員借用AR技術(shù)在進行數(shù)據(jù)的采集分析時不應以破壞證據(jù)的原始狀態(tài)為代價

證據(jù)的原始狀態(tài)，包括證據(jù)的位置和形態(tài)。AR技術(shù)在現(xiàn)場勘查中的作用定位問題首先需要說明。借助于AR技術(shù)的現(xiàn)場勘查大致分兩個步驟：首先是AR設(shè)備掃描現(xiàn)場，獲取盡可能多的數(shù)據(jù)；第二步是技術(shù)人員進行痕跡物證的提取分析。第一步的作用主要是服務于偵查人員和技術(shù)人員，使偵查人員有更多的依據(jù)盡快實施下一步偵查策略，使技術(shù)人員有更高的效率作出鑒定報告。真正需要證實犯罪的還是第二步的技術(shù)人員的鑒定分析結(jié)論。

4.2　使用AR設(shè)備在掃描現(xiàn)場時要做到細致、全面

現(xiàn)場勘查工作的基本要求就是全面細致，不能放過任何一個細節(jié)。同樣，AR技術(shù)的應用也需要做到如此。AR技術(shù)作為輔助現(xiàn)場勘查的一種技術(shù)手段，對現(xiàn)場的多角度全方位的掃描是進犯罪行現(xiàn)場再次沉浸回顧的基礎(chǔ)。另外，也是標記具體痕跡物證、渲染虛擬景象的要求。

4.3　通過AR技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)的證據(jù)力問題

基于目前AR技術(shù)的數(shù)據(jù)計算分析的準確性考慮，由其獲得的數(shù)據(jù)的證據(jù)力還有待進一步的討論。我國刑事訴訟法規(guī)定了八種證據(jù)形式，AR技術(shù)的分析結(jié)論的的科學性與準確性已經(jīng)能否作為證據(jù)還需要進一步的去研究論證。作為一種勘查技術(shù)手段，AR技術(shù)對現(xiàn)場痕跡物證的分析數(shù)據(jù)為偵查人員提供了偵查線索，便于盡快實施下一步偵查策略，提高偵查效率。

5　結(jié)束語

增強現(xiàn)實技術(shù)還處于不斷地研究進步中，其功能將會不斷得到升級。目前AR技術(shù)雖然依然存在著一些缺點需要改進，比如定位不夠精確、數(shù)據(jù)傳輸速度慢等缺點。但是，AR技術(shù)的獨特功能彰示著其具有很大的潛力，若其能應用到現(xiàn)場勘查中，將極大地提高現(xiàn)場勘查能力，提高破案效率。