RTI技術(shù)在痕跡當(dāng)中的應(yīng)用

梁錦成+廖承業(yè)

（廣東警官學(xué)院 廣東 廣州 510440）

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

關(guān)鍵詞：痕跡；反射變換成像；模式

在案件的偵破中，痕跡是至關(guān)重要的，一個(gè)細(xì)微的特征，便足以破獲案件，因此我們應(yīng)更加注意痕跡檢驗(yàn)技術(shù)的提升與運(yùn)用[1]。現(xiàn)場(chǎng)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(yàn)方法顯微鏡進(jìn)行觀察，易于造成視覺疲勞和忽略細(xì)節(jié)特征。因此，本研究嘗試使用相機(jī)與電腦結(jié)合的反射變換成像技術(shù)（Reflectance Transformation Imaging，簡(jiǎn)稱RTI）來更為直觀的反應(yīng)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(shí)驗(yàn)，手印和足跡檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)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(shù)，最早是在國外進(jìn)行。在2001年惠普（Hewlett-Packard）實(shí)驗(yàn)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(jìn)行拍攝，主要在文物研究方面進(jìn)行利用。隨后不斷被各研究團(tuán)隊(duì)完善，開始在文件檢驗(yàn)方面使用，在字跡筆壓的效果十分明顯，同時(shí)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(jì)算的方法對(duì)物體法向量、顏色、反射模型等信息進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，同時(shí)調(diào)整光照條件，以強(qiáng)化細(xì)節(jié)，從而顯現(xiàn)細(xì)節(jié)特征。普通的照相技術(shù)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(gè)像素只是記錄了簡(jiǎn)單的顏色信息。而反射變換成像技術(shù)所形成的影像，每個(gè)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(shù)是利用穹頂光源，從多個(gè)角度進(jìn)行照射，在多個(gè)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(duì)圖像進(jìn)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(qiáng)（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(shí)驗(yàn)。Default是軟件默認(rèn)的渲染模式；鏡面反光增強(qiáng)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(shí)驗(yàn)材料與方法

（一）實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)備

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

（四）實(shí)驗(yàn)方法

首先設(shè)置相機(jī)拍攝相片的格式為RAW，再用快門線連接相機(jī)和穹頂自動(dòng)光源裝置的遙控器，把相機(jī)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(dòng)光源裝置分別依次從48個(gè)位置照射，每一個(gè)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(zhuǎn)換為DNG格式，再轉(zhuǎn)換為JPEG格式，將轉(zhuǎn)換后的照片導(dǎo)入RTIbuilder軟件合成RTI影像，用RTIViewer軟件進(jìn)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(cè)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(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(diǎn)模糊。

2.鏡面反光增強(qiáng)渲染模式下，雖然圖一中圖像有些反光，但這個(gè)彈底有強(qiáng)烈的金屬質(zhì)感，拋殼挺痕跡相對(duì)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(duì)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)渲染模式；法向 鏡面反光增強(qiáng)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(qiáng)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(xì)微的剪切線條痕。

2.圖三中的鏡面反光增強(qiáng)渲染模式與Default渲染模式相比，對(duì)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(qiáng)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(xì)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(diǎn)。

2.圖四中的鏡面反光增強(qiáng)渲染模式下，木板本身的紋線層次感強(qiáng)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(diǎn)。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(qiáng)，但沒有鏡面反光增強(qiáng)渲染模式的強(qiáng)烈。痕起緣的凹凸感更強(qiáng)烈，但其他痕跡的現(xiàn)象沒有鏡面反光增強(qiáng)反映的直觀。

四、結(jié)論

通過以上的實(shí)驗(yàn)效果以及實(shí)際操作中，我們可以看出，RTI技術(shù)在痕跡檢驗(yàn)中是一項(xiàng)新型的檢驗(yàn)技術(shù)。痕跡方面的運(yùn)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(qiáng)烈。筆者認(rèn)為，該項(xiàng)技術(shù)可以用作同一認(rèn)定，在痕跡檢驗(yàn)方面有很大幫助。筆者覺得這項(xiàng)技術(shù)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(duì)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(jìn)行拍攝，實(shí)驗(yàn)條件苛刻，并且軟件操作和安裝需要電腦環(huán)境有點(diǎn)復(fù)雜，具有一定的局限性，需要更深入的研究和改進(jìn)，但筆者相信RTI技術(shù)在不久的將來會(huì)更加地簡(jiǎn)易地用于痕跡檢驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張冠營. 痕跡檢驗(yàn)技術(shù)在刑事偵查工作中的應(yīng)用[J]. 湖北警官學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（1）：21-22.

[2] 楊敏. 工具痕跡檢驗(yàn)技術(shù)研究的現(xiàn)狀及展望[J]. 上海公安高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2011（4）：52-56.

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