利用多波段光源增强灰尘足迹的反差

在当前日益复杂的公安工作中，做好现场勘查的痕迹物证的发现和提取十分重要。痕迹物证的发现和提取需要有光源，多波段光源的光照强度大、具有多个波段的波长输出、易携带，给技术工作提供了有利支持。

在实验中波段范围从280nm～1110nm之间的波长选择，对于各种痕迹物证有着良好的处理显现效果。我们根据其性能，工作原理对痕迹课题分别采用不同的处理方法进行显现。根据多波段光源对客体的显现效果进行刑事摄影固定提取，可使现场勘查以更全面、更清晰的姿态表现出来。

本文介绍利用多波段光源照射不同颜色客体上的灰尘足迹增强反差的方法，并从理论和实践两个方面阐述该种方法。

［关键词］多波段光源；增强；灰尘足迹；反差

近十几年来，随着时代的发展，社会的进步以及刑事技术和相关科学的发展，各种光学检验方法在理论、技术方法、器材和应用等方面都取得了显著的进步，各种先进光源不断应用到刑事技术领域，在办案实践特别是现场勘查和痕迹检验中，发挥着越来越重要的作用。而各种光学检验方法在其中还未发挥其应有的作用，所用光源主要有紫外灯、激光器、蓝光灯、现场勘察灯等，这些灯虽然强度高，单色性好，但通常较笨重，能量转化效率低，本身有限的输出波长和不能输出高强度的白光，也使它不能很好地满足在犯罪现场中发现各种痕迹物证的需要。为了在物证检验中充分发挥各种光学检验方法的作用，国外于80年代末开发研制了多波段光源来代替紫外灯、激光器、蓝光灯、现场勘察灯等这些发光器，1993年底，我国部分刑事技术部门开始应用多波段光源，它的可选择多波段输出比激光器更适合于灰尘足迹的显现和多种物证检验需要，并能让我们使用者觉得得心应手，所以多波段光源自诞生之日以来，在我国公安部门迅速普及，广泛应用于刑事现场勘查和用作实验检验光源。实践证明利用多波段光源照射灰尘足迹增强反差效果较理想。目前国内购买多波段光源的单位也越来越多，多波段光源越来越普及，如何充分利用多波段光源来为公安工作服务，已经成为首要问题。本文就多波段光源在增加灰尘足迹反差方面，对多波段光源进行深入的了解。

一、多波段光源增加反差的原理和方法

(一) 原理

物质对光辐射具有反射(或透射)作用。反射率反映了物质反射作用的能力，定义为反射光与入射光能量之比。物质反射率的大小随光辐射波长不同变化。亮度与反射率成正比。

被摄体一般由多种物质构成。由于不同物质的反射特性不同，在光辐射照射下被摄物上的各种物质会呈现亮度差。由于每种物质的亮度随波长变化，并且不同物质的光谱特性不同，使得各种物质的亮度随波长的变化而不同，因此被摄物上各种物质相互之间的亮度差将随波长变化，既在不同的波长位置上被摄物有不同的亮度差分布。

(二) 方法

加强反差是通过正确选择光源和感光材料，正确运用光照的性质、方向及角度，以及通过对负片的适当处理，增大痕迹与承痕体(面) 之间的反差的专门摄影技术。加强反差摄影能够增强微弱反差的痕迹影像，对痕迹的目视检验鉴定具有重要意义，是物证检验摄影的一项重要内容，也是侦查办案时最常用的实战技术之一。

1．亮度对比法

亮度对比法指利用痕迹与承痕体表面物质性质的差异及结构的差异，通过调整光照的角度和方向，并根据拍摄对象的特点，在暗视场或暗环境下的拍摄方法，以增大痕迹与承痕面的亮度差，达到增强它们之间反差的目的。亮度对比法又有三种具体拍摄方法：阴影法、反射法、透射法。那么这三种方法都适用增加灰尘足迹的反差吗？下面我们来一个一个的分析。

(1) 阴影法

阴影法通过调整光照的角度和方向，使被摄物体表面凸凹的立体痕迹产生阴影，表现出它们明显的形态特征，并加以固定的拍摄方法。阴影法在增加灰尘足迹方面较理想。如再辅以多波段光源的适当色光效果会更好，而且与打光的好坏也有密切关系。

(2) 反射法

反射法是利用痕迹与承痕体表面对光的反射能力的差异，加大两者之间亮度差而增强反差，以显示微弱痕迹的拍摄方法。反射法的适用对象可分为两类，一类是痕迹反射能力弱、承痕面反射能力强(如光滑金属、玻璃、瓷器、塑料、皮革等上的无色加层或减层手印、足迹)；另一类是痕迹反射能力强、承痕面反射能力弱(如生锈的旧铁器、粗糙纸张、木板、纺织物上的油渍指纹，黑纸上的铅笔字迹，落有尘土的光滑物体上的痕迹等) 。

反射法的配光要点是：多在暗视场或暗环境中，根据拍摄对象反射能力的差异和承痕体表面的形态，适当调配光源的种类、数量，光照的强度、角度、和方向，灵活运用定向反射法、暗视场高角度照射法、均匀照明法、侧向照射法和掠入射照射法等布光方法，以在相机取景器中观察的最佳效果进行拍摄。这种方法适合灰尘足迹的显现。

(3) 透射法

透射法是指利用承痕体本身对光线的透明或阻光程度的差异，来加强其上的痕迹反差的一种拍摄方法。

此法也不适用。

亮度对比法中的反射法、阴影法是适合增强灰尘足迹反差的拍照方法。

2．色光选择法

光的颜色是影响反差的另一个重要因素。因此利用多波段光源选择某波段色光来控制被摄物及其上灰尘足迹的亮度分布增加灰尘足迹的反差是行之有效的方法。

(1) 光谱的组成

我们知道，光线中包含着红、橙、黄、绿、青、兰、紫等光谱，是以不同的波长表现出来的。波长以毫微米计算，400－－700毫微米为可见光，在400－－700毫微米这一段可见光谱中，波长为400－－500毫微米的是紫、兰和兰绿光，这一段总起来说是兰光；波长为500－－600毫微米的是兰绿、绿、黄绿和黄光，总起来说是绿光；波长为600－－700毫微米的是黄、橙和红光，总起来说是红光。400毫微米以下的是紫外线；700毫微米以上的是红外线。紫外线和红外线，人的眼睛都看不见。

(2) 适当波段色光的选择

我们选择适当波段色光的原则是选择出来的色光形成的影像亮度差分布，应尽可能接近我们期望的亮度差分布。在一定的光谱区域内，两种物质的光谱亮度越接近，在这个光谱区域内它们的亮度差就越小，否则在这个光谱区域内它们的亮度差就越大。我们选择不同波段色光条件时，应根据被摄物上各种物质光谱亮度的相互关系和我们期望的亮度差分布来选择适当的光谱区域的色光。若被摄物上有多种物质，则要综合考虑各种物质光谱亮度的关系和我们期望的亮度差分布，选择较为合适的光谱区域。

我们常见的多波段光源多为400－－700毫微米之间不同波段的可见光。不同的物质对各种光谱成分具有选择性的吸收的特性。当光照射物体时，凡与物体颜色相同的色光能被反射，而与物体颜色互补(红与青互补，绿与品红互补，兰与黄互补)的色光则被吸收(或部分吸收)。比如黄色物体，它反射黄光(红光+绿光)而吸收兰光：红色物体反射红光而吸收绿光、兰光；绿色物体反射绿光而吸收红光、兰光。在本文中，我们期望利用多波段光源照射灰尘足迹增强灰尘足迹的反差，就是要求使灰尘足迹和承载灰尘足迹的物体表面亮度差要大。灰尘足迹和承载灰尘足迹的物体表面亮度差如何才能最大。以上我们可以看到，当某波段色光照射到与其颜色互补的物体上时，该波段色光将被吸收(或部分吸收)。用与承载灰尘足迹的物体表面颜色互补的某波段色光照射，能有效地增强灰尘足迹的反差。

但要十分注意的是用此种方法，所显现出来的承痕体的颜色是黑色的，所以对灰尘足迹的颜色有一定的要求———普通灰白色的足迹就行。

3．荧光显现法

灰尘足迹虽然几乎不发荧光，但是对于那些背景客体可以发光的灰尘足迹同样可以利用多波段光源来进行发现并拍照提取，而且效果非常好。现以纺织物上的灰尘足迹为例。纺织品花色杂乱、色泽不一、灰尘较少，致使此类足迹形成的痕迹反差较少，特征反映不明显，采用常规方法提取有一定的难度。

(1) 显现原理

某些的纺织品多为化纤类制品，在一定波长范围内能激发荧光，而灰尘足迹一般不会产生荧光，可以利用这种承痕客体和与其上的灰尘足迹对光产生的不同反映，对痕迹进行拍照提取。多波段光源具有可选择性，波段较宽，光束集中单一，使用方便。

(2) 操作方法

将留有灰尘足迹印痕的纺织品置于暗室内或制造暗环境的情况下，用多波段光源的400NM～530NM波长范围内进行观察，光照角度以45℃～90℃为佳，直到灰尘主足迹轮廓反映清晰，特征明显为止。然后将普通相机固定在三脚架上对足迹进行拍照提取。

4．紫外拍照法

对于背景客体与灰尘足迹颜色接近的(灰色的或黑色的) 情形，一般都只采用白光直接照射，但是效果不是很理想。灰尘一般反射紫外、兰光，对其他色光都吸收，而灰色或黑色背景客体也差不多，不同的是反射的多少。有时背景反射的多些(此时背景客体应该呈现灰色，灰尘足迹呈现黑色)；有时背景反射的少点(这种情形应该是背景客体呈现黑色，灰尘足迹呈现灰色)；如果颜色接近即承载体与其上痕迹对紫外线反射和吸收的程度较接近，那么用多波段光源也无法识别、显现，可以考虑用其他方法，比如静电吸附仪提取等等。

此种方法在照相方面一定要用全色胶片或专业胶卷较适合，因为全色胶片或专业胶卷对紫外光较敏感，其他胶片效果不佳。而且应用系列暴光有利于后期处理。值得注意的是紫外线是看不到的，紫外线摄影只能通过可见光调焦，然后修正焦点位置，使紫外图像落在胶片平面上，得到清晰的紫外图像。

5．滤光镜的选择

滤光镜的选择也是影响反差效果的重要因素。下面就各种在多波段光源下用到的滤光镜进行说明。在多波段光源下用到的滤光镜有两种：

(1) 对比滤光镜

用于黑白摄影改变被摄景物某一色调以提高对比的滤光镜，又称反差滤光镜。对比滤光镜的运用原则是，要使某色彩在照片上变浅，采用通过该色光的滤光镜，要使某色彩在照片上变深，采用吸收该色光的滤光镜。例如拍摄带有绿叶的红花，若红花与绿叶的明度相当，则在照片上的色调几乎没有差别，可用通过红光的红色滤光镜，使红花的颜色变浅。一般使用较多的对比滤光镜有六种，每一种又分成浅中深三级：

①红色滤光镜：通过区域约600～700毫微米，吸收绿蓝紫色，主要通过红色，次为橙黄色。

②黄色滤光镜：黄滤色镜的通过范围大，其部位在500～700毫微米，吸收蓝紫色，主要通过黄色，次为红橙绿色。

③橙色滤光镜：通过范围为560～700毫微米，介于红色和黄色滤光镜之间，能通过黄、橙、红三色，吸收蓝、紫和部分绿光。

④绿色滤光镜：通过区域约490～580吸收红橙蓝紫色，主要通过绿色，次为黄色。

⑤黄绿色滤光镜：介于黄色和绿色滤光镜之间。

⑥蓝色滤光镜: 通过区域约380～500，吸收红橙黄绿色，主要通过蓝色，次为紫色。

(2) 紫外线滤光镜

简称UV，紫外线是看不见的光线，但软片对其感应却很强，所以拍摄风景时宜利用紫外线滤光镜来吸收远景的紫外线，以减小其对底片的作用，加强影像的清晰度。又有名为天光镜(sky light filter)者，也是紫外线滤光镜的性质。

二、典型案例

2011年4月22日，本溪市平山区转山发生一起盗窃案，丢失大量现金。在失主家中厨房红色油漆地面上留有多枚浅淡灰尘足迹。我们通过利用多波段光源选择兰色光打侧光的方法将灰尘足迹成功拍摄下来。

效果理想。其中图1为用兰光打侧光加镜头黄色滤光镜得到的照片。可以看出背景颜色为黑色符合前边的理论推导，灰尘足迹呈灰白色；而图2为正常光下没有加滤光镜得到的照片，其效果很明显不如图1。

图1 现场黑白照片

图2 现场黑白照片

由本试验得出利用多波段光源增加灰尘足迹的反差是有其可行性的。只要掌握一定方法一定能够得到理想的效果的。

而且此种方法简单易行，尤其是大部分基层公安部门都配备了一定数量的多波段光源器材，以后多波段光源的应用前景较好。

三、结语

通过实践摸索，理论研究和实验论证，进行综合分析和验证得到以下结论：

(一) 多波段的开发和利用，大大的提高了公安机关现场勘查和检验鉴定的效率。

(二) 其在应用中的特点，弥补了公安机关在刑事案件的勘查和检验鉴定中的不足。

(三) 其输出多个波段的色光，使刑事照相提高到了一个更新的领域。