3D-сканирование и фотографирование сравнили на практике как методы криминалистической экспертизы

27/03/2017

Исследователи Университета Торонто выяснили, что 3D-сканер Artec Eva быстрее и эффективнее справляется с задачей фиксации улик на месте преступления, в сравнении с фотоаппаратом, предоставляя важные данные об относительном положении предметов в пространстве.

В делах правоохранительных органов и судебных процессах судмедэксперт играет одну из ключевых ролей – сбор и изучение материалов, на которых базируется следствие. Результаты недавнего исследования, проведенного Януа Сивананданом (Janujah Sivanandan) и Юджином Лисцио (Eugene Liscio), сертифицированными инженерами Университета Торонто, показали, что инструменты и методы криминалистической экспертизы иногда не только не помогают раскрыть преступление, но, что гораздо хуже, даже могут помешать нахождению основных улик.

Как в прежние времена, так и сегодня судмедэксперты пользуются фотографиями, сделанными на месте преступления и во время аутопсии. И до сих пор мало что изменилось. Фотоаппарат остаётся инструментом криминалиста. Однако, как подчеркнуто в исследовании, двухмерные фотокамеры – независимо от разрешения, технических характеристик и общего качества изображения – предоставляют недостаточно измерений, которые могут оказаться решающими, как, например, относительное положение предметов в пространстве. И действительно, такие данные могут явиться ключевыми для вынесения решения, которое чревато осуждением невиновного или оправданием преступника.

Классический метод запечатления сцены преступления при помощи фотосъемки. Фото предоставлено forensicoutreach.com

Ученые Университета Торонто подчеркивают, что ручной способ измерения может быть достаточным для линейных параметров, в то время как для прочих величин он может нести существенную погрешность.

Как пишут авторы исследования, необходимость использования геометрических данных в ходе расследования указывает на существенный пробел в методологии криминалистики и объясняет, почему патологоанатомы, как на панацею, полагаются на такие средства измерения, как линейка или сантиметр в решении задач, с которыми сегодня легко можно справиться с помощью технологий 3D-сканирования. Ученые Университета Торонто подчеркивают, что ручной способ измерения может быть достаточным для линейных параметров, в то время как для прочих величин он может нести существенную погрешность. Но присяжные не должны опираться на приблизительные данные, такие данные не должны служить основанием при вынесении судебного решения или приговора. Тем не менее, такова реальность современной криминалистики.

Поэтому целью эксперимента стало практическое сравнение традиционных методов криминалистики и технологии 3D-сканирования. Для эксперимента исследователи выбрали 3D-сканер на основе структурированной подсветки Artec Eva, чтобы определить, насколько хорошо он справляется с измерениями по сравнению со стандартными методами фиксации улик с помощью фотосъемки. Artec Eva – профессиональный 3D-сканер, свершивший революцию во многих отраслях – от авиации до ортопедии. Более того, он является заслуженным участником большого количества исследований, экспериментов и испытаний во многих областях науки и техники.

Для данного исследования его участнику нанесли 11 временных татуировок на различные части тела – голову и шею, а также руки и ноги по всей длине. Так авторы могли оценить способность 3D-сканеров, прежде всего, качественно передать цвет – очень важный для судмедэксперта аспект, который может сообщить гораздо больше, нежели определение личности по изменениям на теле. Действительно цвет может пролить свет на изменения в состоянии тела, предоставляя следователям больше улик. Например, интенсивность цвета телесных повреждений, в том числе, гематом и ран, может сообщить о степени тяжести травм и их последствий. Таким образом, обесцвечивание кожи может означать определенную стадию разложения. Добавьте к этому факторы окружающей среды, где тело было обнаружено, погодные  условия, и цвет может стать отметкой о времени совершения преступления,– что может послужить основным ключом к разгадке для следствия.

Artec Eva используется для сканирования живого участника эксперимента.

Эксперимент состоял из двух испытаний, проводимых в одинаковых условиях: одно – с использованием фотосъемки, другое – со сканером Artec Eva. Для первого испытания участника попросили лечь. Измерения производили с помощью сантиметра с указанием точек отсчета на лице и теле (например, нос, локти, колени и т.д.). Затем участника фотографировали вместе с разметкой, нанесенной по обеим сторонам стола. Дополнительно было сделано несколько фотографий ран крупным планом.

Второе испытание, со сканером Artec Eva, прошло ощутимо проще. Тело участника отсканировали несколько раз. Геодезический инструмент в программе Artec Studio помог снять измерения с изгибов и ран. Чтобы передать цвет, применили цветовую карту. Во время сканирования данные отображались на экране компьютера в виде полигональной сетки или облаков точек, что позволяло выбирать оптимальный угол съемки. Примечательно то, что данные выводились в виде сетчатой поверхности, что позволяло добиться более высокого разрешения. Постобработка сканов производилась в программе Artec Studio, где их составили и склеили, в результате чего получили цифровую 3D-копию.

Пример применения геодезического инструмента для снятия измерений с татуировки, нанесенной на округлый участок тела.

Пользователи 3D-информации имеют явные преимущества – универсальность и удобство работы с изображениями. 3D-изображения имеют множество применений, обеспечивая полноту и надежность данных, необходимых, в частности, в судебной медэкспертизе. Например, возможность воссоздать траекторию постороннего предмета, попавшего в тело человека, может помочь правоохранительным органам и медицинским экспертам определить причину смерти, а также взаимодействие лиц на месте преступления. Технологии 3D-сканирования способны открыть следователям глаза и на многие другие подробности преступления.

В целях эксперимента авторы исследования предприняли попытку воссоздать траекторию пули, попавшей в тело. Они расставили штативы по разные стороны стола и поместили на них стальные прутья, чтобы изобразить прохождение пули. Отражающая поверхность прутьев зачастую препятствует считыванию данных, в особенности, сканерами на основе структурированной подсветки, так как встречающиеся друг с другом лучи создают большие помехи. Тем не менее, Artec Eva хорошо справился с этой задачей. Такой опыт не оставляет вопросов в отношении недостатков метода, использующего фотосъемку, которая не способна передать объемную геометрию объектов.

Имитация траектории пули в программе Artec Studio. Зеленые линии в красных овалах – прутья, изображающие траекторию пули, успешно сканированные с помощью Artec Eva.

Способность Artec Eva передать объемные детали – самое важное преимущество, по сравнению с традиционными методами криминалистики. Здесь стоит особо отметить также преимущество передачи цвета.

Но на этом авторы исследования решили не останавливаться. Они затронули еще один аспект, а именно, насколько просты в использовании описанные методы и какова вероятность сбоев. Кроме того, считается, что технологии, созданные для работы со сложными многослойными данными, обязательно должны вызывать затруднения при использовании. Исследование, о котором идет речь, полностью развенчивает этот миф.

Фотографирование заняло 54 минуты и 30 секунд. Artec Eva опередил традиционный метод съемки почти вдвое – 26 минут и 1 секунда. Такой результат был достигнут, прежде всего, благодаря скорости – до 16 кадров в секунду, с которой Artec Eva копирует сложные формы объектов.​

Чтобы выяснить, насколько простым является процесс 3D-сканирования по сравнению с фотографированием, экспериментаторы придумали способ определить степень сложности и эффективности использования. Метод подразумевал подсчет баллов, которые присуждались за технические трудности (включая такие огрехи, как сбой программы, который может существенно помешать съёмке), а также затраченное время. Результат был очевиден. Фотографирование заняло 54 минуты и 30 секунд. Artec Eva опередил традиционный метод съемки почти вдвое – 26 минут и 1 секунда. Такой результат был достигнут, прежде всего, благодаря скорости – до 16 кадров в секунду, с которой Artec Eva копирует сложные формы объектов. Кроме этого, значительная часть постобработки данных может быть выполнена после аутопсии, существенно сокращая время работы.

Исследователи Университета Торонто пришли к заключению, что устройство Artec Eva имеет значительные преимущества над применяемыми сегодня способами криминалистического документирования улик. Artec Eva обладает не только лучшей цветопередачей, чем фотокамеры, но и копирует большие объемы 3D-информации без каких-либо технических затруднений. Более того, собранные им 3D-данные более подробно и наглядно отражают картину места преступления. Стоит подчеркнуть “свежесть”, которую сохраняют данные не зависимо от продолжительности хранения. С такими технологиями пересмотр нераскрытых дел в меньшей степени сопровождается утраченными, искаженными или лишенными контекста данными. Судмедэксперты, которые впервые берутся за дело, чтобы ознакомиться с уликами, могут просто открыть файлы изображений, вращать и изучать их со всех сторон, ведь сделать это гораздо быстрее, нежели просматривать стопки распечатанных фотографий или списки разрозненных графических файлов. Другими словами, благодаря Artec Eva, трудности визуального воссоздания места преступления отменяются.

Задать вопрос