谈三维摄影测量法推断致伤技术

李吉祥内蒙古根河市公安局刑警大队

谈三维摄影测量法推断致伤技术

李吉祥
内蒙古根河市公安局刑警大队

法医三维/计算机辅助设计（Computeraideddesign，CAD）支持的摄影测量法（forensic3D/CAD－supported photogrammetry，FPHG）在致伤工具推断中发挥着重要的作用。近年来，这项技术不断被改良，到目前为止，联合使用摄影技术和精确测量法，即FPHG技术，已成为推断致伤工具最好的方法之一。

法医；三维摄影测量法；推断；致伤技术

传统摄影术需要垂直于伤口拍摄，以正确记录伤口的形状、尺寸、位置，其实际上是把在环境中以三维形式存在的伤口以二维形式用照片记录下来，这极大地限制了后续的嫌疑致伤工具与损伤比对，从而限制了推断致伤工具的进程，尤其是当损伤区域中有弯曲的区域或者损伤本身是以三维的形式存在时更是如此，而FPHG可利用摄影手段拍摄被测物体的信息并在虚拟空间中以三维的形式表现出来，完全克服了传统摄影术的缺点。

在法医检案中无论是利用图表还是通过对损伤的准确测量而做出的叙述性描述，其在记录损伤以及随后的致伤工具推断方面的应用价值和所起的作用都远逊于FPHG技术，尤其是在器官、组织需要保存的案件中，作为证据的器官、组织往往会在保存一段时间后发生变质。器官、组织的颜色和质地也会受保存技术的影响而发生改变。所以传统方法的应用受到原始物体极大的限制，而FPHG技术，只要对物体的原始情况进行了摄影，其对嫌疑致伤物的评价就可以在任何时间进行，不受原始物体变化的影响，并且原始物体将不会被接触，也不会发生任何变化。目前在欧洲，摄影测量学早已在航空、铁路、交通事故以及警方记录犯罪现场等多个领域广泛应用。下面通过推断人头部模型中橡胶子弹的致伤过程介绍运用FPHG技术推断致伤物的方法和流程。

一、记录过程的准备

3D∕CAD支持的摄影测量学事实上是对物体的一种新型摄影技术，在对物体进行摄影之后，接下来对物体在计算机上进行评价过程则需要在物体上或周围标记参考坐标点，另外在物体区域中至少有一个精确测量的距离作为已知的参考线。参考坐标点大小对于物体的尺寸来说要适当，比如血迹或者皮肤碎屑就可以用小圆点来表示，如果没有足够清晰可见的自然参考坐标点，就需要用笔标记或者在物体上黏附一些标志物，也可以通过投影技术将光点投在物体上作为参考坐标点。参考线是以后电脑分析的必要条件，必须通过摆在物体旁边的刻度尺来确定。

二、记录技术

FPHG是一个3D技术，由于空间中三维形式存在的点是由空间中三个不同方向的向量确定，所以至少要对物体从三个角度进行拍摄，垂直于物体的方向最好进行拍摄，而一般的拍摄则要从物体的上方、下方、侧面各拍三张。

三、摄影机和胶片

上述的相片系列可以由测量摄影机拍摄出来，一般不推荐使用商用的数码相机，因为在这种情况下使用者往往不知道相机的规格是否能满足计算机分析的要求，比如焦距等。所有相片系列应该被制成动画，无论是测量摄影机还是非测量摄影机，都推荐使用100或200ⅠSO的负片，而不使用反转片。

四、其他的记录技术

上文描述的一个照片系列适用于平坦的简单物体，而对于具有弯曲表面的复杂形状，如人体头部的不规则损伤，上述照片系列往往无法达到要求，这时就需要配合使用计算机模拟法，在计算机模拟法中，在虚拟空间中定义物体的点丛密度随着物体上的参考坐标点的数量增加而增加，这样输人计算机程序中来自于物体的点数也会增多，这就形成了一个高密度3D数据模型，这样的数据模型就可以适用于具有弯曲表面的复杂形状物体，并且摄影除了拍摄照片系列（即九张照片）以外，还需要从垂直方向拍摄放大的相片。此外，也必须拍摄第二照片系列，并且用投射光点组成附加的参考坐标点。

九张照片系列和放大照片捕获对象本身，允许对象的基本结构点反馈到计算机程序，而第二个系列记录对象的表面和附近区域，通过使用一些共同的点和三个记录入文档的图形单位以在系统中相互关联。

在评价系统中相互关联的区域使用共同的点，如果需要更高精度的物体的3D模型，即高密度虚拟空间中的点，需要将对象三维扫描到计算机（不适用于软组织的损伤），3D扫描仪适合此过程。

五、计算机分析与评估

计算机使用多图像评价体系处理和放大照片系列，在每张单独的照片中，那些相互对应的点会被选择并录入多图像评价体系，参考线以及对焦的设置都需要考虑。多图像评价系统根据这些参数定义模拟空间中的特定点的准确位置，精确度为十分之一毫米。且系统收集的点数越多，点丛的密度越高，3D数据模型就越真实、越精确。

基于这样的数据模型，在这个相应的计算机领域的专家，使用3D∕CAD的软件包生成虚拟空间中模拟对象的图像体积模型，用3D扫描仪记录的物体的数据直接输入到3D∕CAD程序中，通过RolleiMetric程序计算的来自第一个照片序列的数据也要整合到模型中去，这种结合的过程中将使物体获得最高精度的表示形式。

但是，运用摄影测量法记录或者通过扫描并结合3D∕CAD程序产生的3D模型不会产生清晰可见的或易于识别的物体模型，而是产生与物体形状相关联的点丛，只有通过将这些点用线连接起来，屏幕上的物体才会变得更容易被识别，在物体的3D模型的下方放置一个物体的二维的图像可以进一步提高物体表示的可视性。

六、在计算机上的匹配试验

被评估的物体通过3D∕CAD系统建模，可以用于检测有关物体的形状、角度、尺寸的匹配方面的事项，在3D∕CAD的程序中，可以任意呈现、翻转、旋转物体,并且去比对嫌疑致伤工具与损伤是否一致。在这个过程中要注意嫌疑致伤物不能把损伤区域的图案结构遮挡起来，损伤区域被遮挡常常发生在嫌疑致伤工具位于前景而损伤却位于背景中。这样的情况下可以采取对称表示嫌疑致伤物和损伤，或者将两者反过来表示，这样便可以防止上述情形的发生。通常匹配试验中，将致伤工具从背景穿透进人前景的损伤区，因为这样致伤工具的结构就会变得清晰可见。