劉玉華，戚成文

（1.內(nèi)蒙古警官學(xué)校，內(nèi)蒙古 呼和浩特010051；2.鄭州鐵路公安處 刑事技術(shù)支隊，河南 鄭州450052）

在刑事案件的現(xiàn)場勘查過程中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)在透明玻璃、金屬油漆、硬塑料、白瓷磚、透明塑料袋、透明膠帶等各種光滑客體表面遺留無色汗?jié)撌钟?，有些無色汗?jié)撌钟》床顦O其微弱，給拍照記錄帶來了困難。對于這些疑難手印，在痕跡物證檢驗中最常用的方法是配光檢驗技術(shù)。

用光線照射檢材，在垂直方向接收記錄檢材反射光亮度分布，通過選擇照明光線入射角度和方向來調(diào)整控制檢材反射光亮度分布的方法稱為配光檢驗技術(shù)。其主要作用是加強(qiáng)痕跡與載體之間的亮度反差和消除或減弱客體背景圖案的干擾［1］。在物證檢驗領(lǐng)域，常用的配光檢驗技術(shù)有七種：定向反射照明技術(shù)、暗視場照明技術(shù)、均勻照明技術(shù)、側(cè)光照明技術(shù)、掠入射照明技術(shù)、無影照明技術(shù)和透射照明（側(cè)透射照明和正透射照明）技術(shù)［2］。其中，定向反射照明技術(shù)是在與照明光線入射角度相等的反射角方向上接收記錄被檢驗物體的反射光亮度分布的方法。定向反射照明技術(shù)又分為垂直定向反射照明技術(shù)和小偏角定向反射照明技術(shù)兩種［3］。垂直定向反射照明技術(shù)必須使用定向反射鏡才能實現(xiàn)，在沒有定向反射鏡的情況下可以使用小偏角定向反射照明技術(shù)。定向反射照明技術(shù)適合于拍照陶瓷、照片、玻璃、油漆、塑料等光滑表面遺留的汗液手印、油脂手印、灰塵手印、“502”膠熏顯手印、血手印和粉末顯現(xiàn)手印等。

雖然定向反射照相技術(shù)可以拍照記錄光滑客體表面遺留的各種潛在手印，但是，在拍照實踐中，容易出現(xiàn)配光不均勻、耀眼光斑等現(xiàn)象影響手印細(xì)節(jié)的清晰再現(xiàn)。通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)拍照上述手印，可以得到理想的效果。

一、定向反射攝影的原理

當(dāng)光線從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的界面上會發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。入射光線在物質(zhì)表面被反射所形成的反射光線稱為表面反射光。按照物質(zhì)的表面反射光的空間分布形式，可以將物質(zhì)分為三種類型：定向反射物質(zhì)、漫反射物質(zhì)和混合反射物質(zhì)。

不同材質(zhì)的物體，對光線的反射和吸收有不同的特點。物體對光的反射特性，既與物體表面結(jié)構(gòu)的光滑程度有關(guān)，也與光線的角度、方向等條件有關(guān)。當(dāng)物體表面較為平滑，即微觀凹凸區(qū)域的尺寸小于光線波長時，反射光只呈現(xiàn)一個方向，此即定向反射。如玻璃、陶瓷等物體就具有這個特性。當(dāng)物體表面不太平滑，即微觀凹凸區(qū)域的尺寸大于光線波長時，各微觀部位的反射光會出現(xiàn)在不同方向上，從宏觀上看表面上每一點的反射光均勻出現(xiàn)在所有方向上，此即漫反射。普通紙張、灰塵等具有這種特性［4］。在物證檢驗領(lǐng)域，最典型的混合反射物質(zhì)是汗液和油脂成分的痕跡物質(zhì)。在實際工作中，嚴(yán)格的定向反射物質(zhì)和漫反射物質(zhì)比較少見，大多數(shù)物質(zhì)屬于混合反射物質(zhì)。有些表面光滑物質(zhì)的反射光絕大部分集中在反射角方向上，可以近似認(rèn)為它們是定向反射物質(zhì)，例如一些光滑家具表面和漆面、玻璃、瓷器、鍍鉻金屬面等。有些表面粗糙的物質(zhì)如灰塵、泥土、粗糙木面、不光滑的紙張等，可以近似認(rèn)為是漫反射物質(zhì)。

物質(zhì)的表面反射光是非光譜選擇性的（個別金屬表面除外），因此表面反射光的光譜成分與入射光光譜成分完全相同。

在光線照射下，被檢驗物體上各種物質(zhì)的反射光呈現(xiàn)各自的空間分布形式。配光檢驗通常只是記錄它們在垂直方向上的反射光分量的相對亮度分布。當(dāng)照明光線的入射角度變化時，各種物質(zhì)的垂直反射分量隨之變化。由于不同反射性質(zhì)的物質(zhì)的垂直反射分量隨照明光線入射角度變化有不同的變化規(guī)律，它們在垂直方向上的相對亮度分布將隨入射角度改變而變化。

對于痕跡檢材，如果痕跡物質(zhì)與客體表面具有不同的反射空間分布形式，痕跡物質(zhì)與客體之間在垂直方向上的相對反射光亮度差將隨照明光線入射角度變化。所以，適當(dāng)選擇照明光線的入射角度和方向，可以使痕跡物質(zhì)與客體之間呈現(xiàn)最大的反射光亮度反差。此外，照明光線入射角度也可能影響客體的內(nèi)反射光亮度。因此，配光技術(shù)也可以在一定程度上調(diào)整背景反射亮度，達(dá)到增加痕跡與客體背景之間亮度反差的目的。

二、二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)的方法設(shè)計

如圖1 所示，先利用面光源照射的光線經(jīng)過一次平面反射鏡反射后，以5°角左右照射被檢驗的手印，手印二次反射的光線再以5°角左右進(jìn)入照相機(jī)鏡頭進(jìn)行成像。

圖1 二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)裝置示意圖

三、二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)的拍照要點

第一，必須使用面光源。不使用面光源，就會出現(xiàn)耀眼的光斑。常見的面光源包括X 光片觀片燈、小型盒式幻燈片觀察燈等。面光源的發(fā)光面在20cm～40cm 范圍較為理想。面光源的面積過大，光源亮度過??；面光源的面積過小，不利于配光。

第二，二次漫反射時所用的平面反射鏡大小為15cm×20cm 比較理想，平面反射鏡表面要干凈明亮。拍照時最好將平面反射鏡固定在支架上，以保證配光角度的穩(wěn)定。

第三，使用單鏡頭反光數(shù)碼照相機(jī)配備60mm以上的微距鏡頭或者長焦鏡頭，鏡頭焦距最好在100mm 以上，如果焦距短、拍照物距過近，則客體表面反光強(qiáng)烈，拍照物距控制在200mm 以上，最佳物距為500mm左右。

第四，拍照時要保證環(huán)境黑暗，無雜光干擾。拍照環(huán)境中如果有雜光將影響手印效果的顯現(xiàn)記錄。

第五，拍照時使用光圈優(yōu)先式自動曝光（A 模式），曝光補(bǔ)償調(diào)至+1或+2。

四、二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)的實驗應(yīng)用

1.實驗設(shè)備

小型盒式幻燈片觀察燈；15cm×20cm 平面反射鏡；日本產(chǎn)尼康（Nikon）D70 型單鏡頭反光數(shù)碼照相機(jī)；60mm微距鏡頭；翻拍架。

2.檢材制備

選取光滑透明玻璃、光滑金屬油漆、光滑透明硬塑料、光滑白瓷磚、透明塑料袋、透明膠帶等6 種客體各1塊，并使其潔凈干燥，分別在其表面捺印無色汗?jié)撌钟?，并在手印旁右?cè)加上比例尺。

3.實驗步驟和方法

（1）在暗室中將燈光關(guān)掉，確保整個實驗過程在暗環(huán)境中進(jìn)行，無雜光干擾。

（2）將數(shù)碼相機(jī)固定在翻拍架上，并對相機(jī)進(jìn)行調(diào)試。

（3）用面光源通過照射平面反光鏡使光線發(fā)生平面反射后再讓反射光線沿入射角大約5°的入射方向直接照射被檢客體表面，同時，調(diào)整數(shù)碼相機(jī)的位置使之能夠沿反射角大約5°的反射方向上接收反射光線進(jìn)行拍攝。其裝置如圖1 所示。

（4）將數(shù)碼相機(jī)對準(zhǔn)光滑客體表面的潛在指紋遺留部位進(jìn)行取景并調(diào)節(jié)清晰。

（5）略微調(diào)節(jié)平面反光鏡的位置和角度，以此來改變?nèi)肷涔饩€的強(qiáng)度。

（6）利用數(shù)碼相機(jī)取景器觀察被攝區(qū)域表面的反射光情況，當(dāng)看到區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)反射光斑時，將光源位置固定下來，選取指紋反射光和背景反射光反差效果較好的影像進(jìn)行拍照。

4.實驗結(jié)果

圖2 透明玻璃表面遺留汗?jié)撌钟∨恼招Ч?/p>

圖3 光滑金屬油漆表面遺留汗?jié)撌钟∨恼招Ч?/p>

圖4 光滑塑料表面遺留汗?jié)撌钟∨恼招Ч?/p>

圖5 光滑白瓷磚表面遺留汗?jié)撌钟∨恼招Ч?/p>

圖6 透明塑料袋表面遺留汗?jié)撌钟∨恼招Ч?/p>

圖7 透明膠帶表面遺留汗?jié)撌钟∨恼招Ч?/p>

分別對光滑透明玻璃、光滑金屬油漆、光滑透明硬塑料、光滑白瓷磚、透明塑料袋、透明膠帶表面遺留的無色汗?jié)撌钟∵M(jìn)行拍照，拍照效果見圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7 所示。手印紋線清晰，反差適中，達(dá)到檢驗鑒定要求。

5.實驗用設(shè)備功能概述

第一，定向反射鏡（如圖8 所示）。主要用于拍照光滑平面上的指紋。利用光滑平面背景對入射光進(jìn)行定向反射和指紋紋線對入射光進(jìn)行漫反射的差別，定向反射鏡可以顯著提高指紋紋線與背景之間的反差。配備4 個轉(zhuǎn)換接圈，可對接不同型號的鏡頭。缺點是使用該設(shè)備配備的光源體積較大，拍照時使用不方便。

第二，可調(diào)式遮光筒定向反射鏡（如圖9所示）。主要用于較為復(fù)雜的背景拍照光滑平面上的指紋，它利用光滑平面背景對入射光進(jìn)行定向反射和指紋紋線對入射光進(jìn)行漫反射的差別來提高指紋紋線與背景之間的反差。配備四個轉(zhuǎn)換圈，可對接不同型號的鏡頭。配備五節(jié)鋁制遮光筒，遮光筒長度可在60～300mm 范圍內(nèi)調(diào)整，在拍照過程中用于遮擋環(huán)境雜光照射物證，通過調(diào)整遮光范圍取得理想的拍照圖像。

第三，固定式遮光筒定向反射鏡（如圖10 所示）。使用翻拍架、面光源和固定式遮光筒定向反射鏡拍照光滑平面上的指紋。利用光滑平面背景對入射光進(jìn)行定向反射和指紋紋線對入射光進(jìn)行漫反射的差別，定向反射鏡可以顯著提高指紋紋線與背景之間的反差。配備4 個轉(zhuǎn)換接圈，可對接不同型號的鏡頭。配備2 個長度為20cm 塑料遮光筒，兩個遮光筒連接起來，可使遮光筒延伸至40cm。

圖8 定向反射鏡

圖9 可調(diào)式遮光筒定向反射鏡

圖10 固定式遮光筒定向反射鏡

五、二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)的案例應(yīng)用

2017年4月某日，勘查張某某被殺一案時，在現(xiàn)場出入口窗戶玻璃上發(fā)現(xiàn)一枚殘缺指紋。技術(shù)人員為了拍照該殘缺指紋一開始采用小偏角配光，利用三腳架和微距鏡頭拍照，拍照的指紋效果不好，放大后指紋有點模糊，如圖11所示。后來運(yùn)用二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)，拍照的殘缺指紋紋線清晰，如圖12 所示，已達(dá)到較好的比對條件。同時采用襯紙和磁粉刷顯快速提取受害人家中所有人的十指指紋，拍照固定后，用膠帶封裝，對現(xiàn)場提取的指紋快速比對，后對窗戶上受害人家里人所留的指紋進(jìn)行快速排除，為鎖定嫌疑人員指紋提供依據(jù)。

圖11 小偏角配光效果

圖12 二次漫反射配光效果

六、結(jié)論

通過實驗和實踐應(yīng)用證明，二次漫反射小偏角定向反射照明技術(shù)對光滑客體表面遺留無色潛在手印拍照效果明顯好于普通的小偏角定向反射照明技術(shù)，在物證檢驗攝影中具有廣闊的應(yīng)用前景。