反光客体上指印拍摄方法的研究

2022-09-10

入射光线在物质表面被反射所形成的反射光线称为表面反射光。按照物质表面反射光的空间分布特性, 可以将物质分为三种类型:定向反射物质、漫反射物质和混合反射物质。

在光滑表面产生的定向反射, 反射光只出现在一个确定的方向上, 只在反射方向上有光能分布。

光线在物质表面一部分被反射形成表面反射光, 另一部分被折射进入物质内部。折射光线在物质内部传播过程中可能会被吸收和散射。被物质散射的光线可能重新到达物质表面并被反射和折射, 其中折射光线又回到物质表面外面。这种经过物质内部散射作用重新回到物质表面的光线成为内反射光线。内反射光线在光滑客体上, 尤其是镜面反射中尤为明显。

物证检验照相中, 经常会遇到很多光滑表面的客体, 尤其是镜子、光盘等物体将光线形成镜面反射, 使得整个镜头有强烈的不均匀的光线射入, 直接影响拍摄效果, 更重要的是镜子中重影的产生模糊影像, 如何解决此类问题, 我们选取一镜面上的汗液指印, 通过一系列的拍照实验进行对比研究 (如检材照片所示) 。

方案一:普通配光法。将照相机镜头和汗液指印所在的镜面垂直, 光源从镜面前方与其成45度左右的角度射入 (如光路图一, 效果图一所示) 。

此为普通照相方法, 明显可以感觉到镜面的内反射光对影像的影响。

方案二:偏振光配光法。将照相机镜头和汗液指印所在的镜面垂直, 光源从镜面前方与其成45°左右的角度射入。拍摄时在镜头前加一偏振镜, 并徐徐旋转偏振镜, 改变其偏光轴方向, 直到影像的影调和色调符合拍摄的要求为止 (如光路图二, 效果图二所示) 。

方案三:平凸透镜照相法。将平凸透镜置于有指印的镜面表面, 当照相机、拍摄人员和其他物体影像穿过透镜, 有透镜一侧经透镜折射后, 本应在透镜另外一侧形成方向相反的影像, 但因平凸透镜平面重合放置有镜面玻璃, 该物在透镜焦距之内, 其不透明性阻止通过透镜的各种影像光线传播, 使得照相机、拍摄人员和其他物体影子在镜面不能成像达到消除镜面上指印重叠影像的目的。镜面上手印指印经透镜折射后, 照相机镜头垂直拍摄即可 (如光路图三, 效果图三所示) 。

方案四:紫外反射照相法。将照相机镜头和汗液指印所在的镜面垂直, 光源为短波254nm紫外灯, 镜头使用紫外石英镜头或在普通镜头前加装254nm干涉型紫外滤光镜, 也可以使用紫外观察成像系统进行拍摄。

一般高光泽的光滑表面, 强烈吸收254nm的短波紫外线, 无内反射;汗液在277nm处有较宽的吸收带, 无内反射, 所以这类客体与指印在垂直拍摄方向上具有亮度差, 拍摄的指印图像具有一定的反差。

拍摄时紫外光的入射角需在10°-30°改变, 最终的影像影调效果为深背景下的浅纹线 (如光路图四, 效果图四所示) 。

方案五:小角度配光法。在暗室中, 照相机镜头和汗液指印所在的镜面垂直, 光源以较小的入射角 (80°-85°) 照射在被摄物体上, 光源需使用体积较小的面光源进行配光。经实验证明大多数检材样本在50-70cm拍照距离时纹线反差的加强效果最好 (如光路图五, 效果图五所示) 。

方案六:垂直定向反射法。定向反射配光方法利用光滑客体在拍照方向上的表面定向反射光强度远远大于指印纹线反射光和物质内反射光的分量, 从而形成高反差的图像。

在暗室中, 采用垂直光定向反射器拍摄, 其底面与半透射半反射平板玻璃的夹角为45°, 照相机光轴垂直于被摄物体平面, 光源需用一定尺寸的面光源照明。照相机使用中长焦镜头 (100-400mm) , 拍摄距离40-80cm, 可得到浅色背景上深色调指印纹线 (如光路图六, 效果图六所示) 。

比较结论

普通反射配光 (方案一) 为普通照相方法, 明显可以感觉到镜面的反光, 由于光源照射和镜面反射所得到光线叠加, 不均匀的光斑面积很大, 很难得到均匀的光线照射, 至使所得到的影像中曝光明显不均匀, 同时还将镜头等物体摄入画面。镜头前方添加偏振镜 (方案二) 中所得到的结果较为满意, 利用偏振镜对光线进行处理, 虽然影像中有光斑存在, 但是有效避开了指印纹线中光斑的影响, 对指印没有较大的影响, 基本符合现场照相的要求。但是, 值得注意的是照相机镜头和客体二者必须保持垂直, 不能使用小偏角进行照射, 因为镜面有一定的厚度, 在拍摄过程中将形成虚像, 造成两个相同指印叠加, 影响拍摄效果。利用平凸透镜进行拍摄 (方案三) 的方法简单易行, 不受外界环境影响, 既可以在室内利用灯光拍摄, 又可以在室外利用自然光拍摄, 但仍有光斑的影响。紫外反射拍摄 (方案四) 是试验中效果最好的, 由于紫外线自身的穿透性十分有限, 利用紫外线照射直接照射汗液指印, 只在客体的透明层面形成反射光, 被照相机记录下来。自身的反光层面不再形成影像, 所以他不受到承痕体的影响, 只要利用紫外反射照相的物质均能得到满意的效果。在进行紫外拍摄时, 要注意紫外线对人体皮肤和眼睛的伤害, 进行必要的防护。小角度配光法 (方案五) 和垂直定向反射法 (方案六) 均能得到较满意的效果, 但仍有不同程度上的光斑影响, 并且在实际工作中, 面光源使用率低, 不容易找到, 影响拍摄效率和效果。

摘要：在物证照相中, 我们常常会遇到反光客体表面的指印, 此类高光物质将把拍摄物客观反映在影像中并形成明显的光斑影像, 给拍摄增加相当的难度。本文用几种拍摄方法对高反光客体表面指印拍摄进行比较。

关键词：反光,光斑