暗環境小型物證拍攝方法研究探析

邱薇綸

【摘要】本文力爭通過介紹一些簡單的數碼拍攝技術探求暗環境下一些小型痕跡物證的拍攝方法，幫助一線公安人員完成現場特殊位置的一些細小痕跡物證的拍攝工作，固定遺留在昏暗環境中，用正常拍攝方法難以拍攝清楚的小型痕跡物證。幫助基層公安工作人員高質量，高效率，全面的拍攝到現場各個角落的痕跡物證，使其成為還原案件真相的有力證據，提高公安工作的效率。

【關鍵詞】暗環境 物證拍攝

【中圖分類號】TB86 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018） 11-0035-02

一、數碼相機的基本參數設置

暗環境下，存在曝光不足的問題，在拍攝之前對數碼相機的光圈大小，快門速度，測光方式，ISO等參數進行預先設置，可有效解決曝光不足的問題。下面就對相關的參數和相機的拍攝檔位做以簡單介紹。

1.相機曝光的三個要素

（1）光圈

光圈是用來控制光線透過鏡頭到達感光元件的光量的裝置，大小用F表示。F值越小光圈孔徑越大，同一時間內允許透過鏡頭的光線總量越多，每一級的進光量是下一級的兩倍。光圈除了控制進光量，還起著調節景深的作用，光圈越大，景深越小，光圈越小，景深越大。

（2）ISO

ISO（感光度）代表數碼相機中傳感器（CCD或CMOS）對于光線感應的靈敏程度，ISO數值越高，對光線的靈敏程度就越高。感光度用“ISO數值”表示，常見的數值有50、100、200、400、800、1600、3200等，數值以倍數遞進。下表中總結了ISO設置對拍攝參數以及畫質的影響。

（3）快門

單反相機快門的主要功能是控制曝光時間?？扉T與光圈共同對曝光效果產生影響，當光圈相同時，快門速度越慢，曝光時間越長，感光元件接受的光量越多，畫面越明亮。

2.相機的測光模式

（1）點測光

點測光既只對一個點進行測光，該點和對焦點在同一個位置（其實是一個非常小的區域，不完全是點）。這種測光方式的好處是可以根據拍攝者的喜好，對某一點，或被拍攝主體進行正確測光，而不會被附近的其他光線干擾。如果測光點在畫面亮度高的部分，則大部分區域會曝光不足，而如果測光點在暗部，則會使大部分區域曝光過度。因此，測光點的選擇一定要準確。

（2）中央重點平均測光

中央重點平均測光的原理與點測光相同，只是它測量的不是一個點，而是一個比較小的區域。他的優點是在自動拍攝時，更容易獲得較為真實、且更接近現實的測光，不會因為選擇了錯誤的測光點而造成曝光錯誤。缺點是無法對一個非常小的參考點進行正確測光。在大多數情況下，中央重點測光是一種非常實用的測光模式。

（3）局部測光

局部測光是對畫面某一局部區域進行測光。當被拍攝主體與背景有著強烈明暗反差，且被拍攝主體所占畫面的比例不大時，運用這種測光方式最合適。在這種情況下，局部測光比點測光更容易一些，因為點測光的測光點太小，需要一定的測光經驗才能很好地掌握。

（4）評價測光

一般來說，評價測光模式是單反相機拍攝是最常見的測光模式。測光時，相機會測量整個畫面的平均光亮。當環境光線復雜或光線亮度差過大時，其所獲得的測光數據僅僅是一個光纖環境的平均值而已，對于過亮或者過暗的環境，會出現曝光值不準確的情況，尤其是當畫面中有大面積的白色或黑色物質時，評價測光能夠提供的往往是一個不準確的曝光值。

二、HDR技術的原理及方法

1.HDR的技術原理

HDR是英文High Dynamic Range（高動態范圍）的縮寫，這是一種后期處理技術。動態范圍是指電信號最高和最低值的相對比值，反映在相片上就是高光區域和暗部區域可以顯示出的細節，動態范圍越大層次就越豐富[1]。為了得到HDR的圖片效果，僅靠拍一張照片是不夠的，需要拍攝一系列曝光值不同的照片，通過軟件將他們合成為一張高動態范圍的照片。在膠片攝影年代，人們已經能夠在暗房沖洗時，透過局部加光（Dodge）或減光（Burn），來增減照片光位與暗位的層次。雖然現在已很少有機會接觸暗房，不過仍可在Photoshop中找到Dodge及Burn兩個工具，模擬出暗房局部加光或減光的效果。利用HDR技術，可以突破寬容度的限制，將照片的層次細節帶到一個前所未有的水平，進一步擴闊攝影創作的空間。

2.HDR的實現方法

制作HDR照片的方法，主要分為相機內置功能及后期軟件處理兩種，首先，先介紹一下相機內置功能。使用有此功能的相機時，開啟這些功能后，相機根據測光數據分別用不同的曝光度從低到高拍攝數張照片（至少3張，最大曝光差異是±3EV），最后在相機自動將這些照片合稱為一張保證整個畫面都曝光正確照片。

軟件合拼，這個方法雖然較為麻煩，不過效果也最為顯著。拍攝時，先用三腳架固定位置，然后以包圍曝光拍攝3至5張照片，例如拍攝一套-2EV、-1EV、0EV、+1EV、+2EV的照片，作為制作HDR的材料。一些較新版本的軟件，更可提供自動影像對正功能，拍攝時就不一定要用三腳架固定。將這一系列照片輸入之后，軟件便能夠自動找出最多層次的部分用作合并，在大光比環境下也可拍出有足夠層次的照片。不過這個方法不能夠適用于移動中的主體，不然照片亦會出現殘影。

三、紅外照相技術原理及方法

1.紅外照相的技術原理

紅外線是指在可見光譜區紅光外端人眼看不見的一種光線，由于這種射線發熱，故稱熱輻射。紅外光區很寬，通常認為從700nm開始，到106nm區域[2]。但能用于照相研究的區域僅為近紅外區即700～1350nm，只有700～1350nm波長范圍內的紅外光可以直接記錄在感光膠片上。超過1000nm的紅外光敏感膠片比較少見，主要用于光譜學的研究。紅外照相是指記錄被攝客體在紅外光波段成像的專門照相。用含紅外線光輻射照射被攝物體，然后用紅外濾光鏡把物體反射或透射的紅外線分離出來，讓這些紅外線進入光學鏡頭形成物體反射或透射的光學影像。這個光學影像在紅外膠片平面上曝光，顯影后在紅外膠片上呈現為不同程度的灰色密度分布，從而將影像記錄下來。

2.紅外照相的實現方法

紅外膠片是對紅外光有敏感作用的光敏材料，在紅外照相中用于在線物體反射紅外光的亮度分布。紅外感光材料和普通感光材料結構類似，由片基、感光乳劑、結合膜、保護膜、防光暈膜五個部分組成[3]。紅外感光材料有如下特征[4]：（1）感色性：膠片乳劑的曝光過程是光化學過程，是被乳劑吸收的光輻射在乳劑上產生光化學的變化。只有被乳劑層內乳化銀吸收的光才能在乳化銀上產生光化學作用，使吸收光的乳化銀能在顯影過程中還原為金屬銀顆粒。（2）寬容度和反差系數：紅外膠片寬容度較小，大多數都有較大的反差系數。高反差有助于表現反差微弱的細節。這一點在物證檢驗照相中很有好處，因為，物證上的細節往往是很微弱的。紅外膠片的寬容度較小，因此必須準確控制曝光，使物體上有用細節的曝光落在膠片特性曲線的直線區域內。

四、實驗內容及結果

（1）陰暗角落里的煙盒分析：在電腦桌和柜子的夾縫處，環境昏暗，用正常的拍攝方式很難將建材拍攝清楚，難免曝光不足或者發生檢材的變形。鑒于這種情況，可以將三角架架在煙盒的正上方，利用電腦桌和柜子做支撐，俯拍煙盒。

（2）桌槽內的指印分析：拍攝時，由于空間狹小，環境昏暗，對指印細節特征的要求又比較高，因此通過調大感光度的方式保證照片正常曝光的方式已不再適用，在這種情況下，應盡量通過改變快門和光圈的大小完成拍攝任務。

（3）角落里的煙頭分析：角落里的煙頭，光線條件十分昏暗，而且煙頭比較小，正常方式很難拍攝清楚，而且容易喪失畫面的細節，使用HDR合成技術，可以很好地解決這一難題。因此，建議采用HDR合成技術進行照片合成。合成步驟如下：打開Adobe Photoshop CS6軟件，點擊“文件-自動-合并到HDR Pro”選擇“瀏覽”放入待合成的樣本照片，勾選嘗試對齊源圖像，單擊確定進行合成。勾選移除重影和邊緣平滑度選項，單擊確定即可生成HDR照片。將文件保存成jpg文件或者raw文件格式的照片即可得到所需物證照片。

（4）角落里的鑰匙分析：環境同樣昏暗，鑰匙也較為細小，由于在拍攝過程中，鑰匙的反光度比較大，容易出現亮斑，影響物證的細節特征，因此，可以同樣采用HDR合成技術拍攝鑰匙。

（5）陰暗房間內的卡片分析：房間內光線十分昏暗，正常采用普通數碼相機，例如Canon EOS 700D相機，需要很長的曝光時間才能將物證照片拍攝清楚，而如果將曝光時間過多延長會造成相機抖動，造成畫面模糊。因此，在這種情況下建議使用紅外照相機拍攝物證照片。

（6）黑暗房間內的小螺絲刀分析：利用紅外照相可以應對及其昏暗條件下的無證拍攝工作，而且快捷方便，符合公安工作高效，高質量的要求?？梢?，紅外照相可以用于暗環境下的痕跡物證拍攝[5]。

（7）夜間現場痕跡物證分析：本次紅外照相，適用彩色模式，會發現照片出現些許的偏色，但是利用紅外照相卻依舊可以將夜間現場的痕跡物證拍攝清晰。

五、結論

通過以上拍攝過程的對比分析發現，在暗環境下，小型痕跡物證的拍攝也用很便捷的方法。通過調節相機的基本參數，對被拍物體進行布光，利用一些簡單的現代化的軟件工具，或者一部紅外照相機就能夠解決實際問題，為基層公安工作提供寶貴的經驗。此外，拍攝時相機的安置很重要，想要拍攝角落里的一些細小痕跡物證，三腳架的按方，相機的固定都需要費一番周折，需要拍攝者靈活應對?？傮w來說，本文的拍攝方法適用于大多數情況下的暗環境下痕跡物證的拍攝工作，方法簡單可行，使用與公安一線工作。

參考文獻：

[1]潘國光.刑事攝影教程[M].北京：中國人民公安大學出版社，2002：437-452

[2]李寄冰.刑事照相[M].北京：法律出版社，2013：194-199

[3]郝新華.HDR技術在現場攝影中的應用研究[J].政法學刊，2011，28（6）：110-112

[4]廖廣軍.高動態范圍成像技術在刑事攝影中的應用[J].警察技術，2012（3）：35-36.

[5]李子辰.HDR-驚艷圖像效果締造者[J].互聯網天地，2005，11：28