Криминалистическая голография
Один из важных аспектов криминалистической деятельности
— фиксация хода и результатов следственных действий, обста- новки мест происшествия, отдельных криминалистических объек- тов. Традиционно используемые технические методы фиксации позволяют получать высококачественные черно-белые и цветные изображения. Выше рассмотрены и специальные приемы, по- средством которых выявляются и отображаются особенности, невидимые в обычных условиях. Однако регистрируемые любым из рассмотренных способов изображения отличаются существен- ным недостатком — запечатленное на них является плоской ко- пией исходной трехмерной картины. Этот недостаток значительно снижает информативность изображений и возможность анализа зафиксированных данных.
Попытки получить объемное изображение чисто фотографи-
ческими методами предпринимались с начала XX века. Наиболее удачное решение этой проблемы стало возможным со становле- нием голографии (от греч. holos — весь, полный и grapho — пишу, черчу, рисую) — метода регистрации и воспроизведения волно- вого поля, создаваемого с помощью лазера. Уникальные свойст- ва лазерного излучения, которое способно сохранять постоянную частоту, фазу и поляризацию, высокая надежность квантовых генераторов, их доступность, целевое разнообразие выпускае- мых типов стали важными факторами их широкого применения в криминалистике, в том числе для целей голографирования.
Голографические методы используются в настоящее время как для фиксации, так и для исследования криминалистических объектов. Голография совершеннее фотосъемки; она позволяет получить более полную информацию об объекте, ибо представ- ляет собой процесс регистрации на светочувствительном слое не только амплитудных (как в фотографии), но и фазовых характе- ристик светового потока.
Известно, что все освещенные объекты поглощают, отражают и рассеивают свет. Формирующееся при этом световое поле со- держит полную информацию об объектах, их форме, взаимном расположении и даже материале, из которого они состоят. При осмотре объекта именно на это реагирует глаз наблюдателя. Полученную информацию анализирует мозг, в результате чело- век видит. В каждом из направлений перемещения зрачков на- блюдателя структура светового поля, формируемого объектом, несколько отличается от соседнего. Поэтому смена ракурса ос-
мотра изменяет взаимное положение объектов. Следовательно, для наиболее полной регистрации нужно фиксировать не изо- бражение объекта, а формируемое им световое поле. Научив- шись регистрировать это поле, а затем восстанавливать его, можно «увидеть» образ объекта таким же, каким он был в момент фиксации.
При съемке одновременно с волной, отраженной объектом, на фотослой направляют вспомогательную волну от того же источ- ника света — лазера. Взаимодействуя, они дают интерференци- онную картину. Если на проявленную голограмму направить луч лазера, то в пространстве возникает объемное изображение за- фиксированного объекта, содержащее о нем полную информа- цию. У наблюдателя создается впечатление, что он видит реаль- ный предмет. Трехмерность изображения обусловливается ди- фракцией, то есть заходом лучей в область тени в результате огибания предмета.
Активной средой газовых лазеров, оптимальных для целей голографии, служат чистые газы, их смеси, а также смеси газа и паров металла. В криминалистической практике наиболее упот- ребимы гелий-неоновые, аргоновые, азотные квантовые генера- торы. Работают они как в импульсном, так и в непрерывном ре- жиме, излучая свет в диапазоне от инфракрасной до ультрафио- летовой зоны спектра.
В последние годы голография стала широко известна потому, что позволяет получать эффектные объемные цветные изобра- жения различных объектов, в том числе криминалистически зна- чимых. Действительно, если записать и воспроизвести со всеми подробностями поле излучения, рассеянное объектом, то глазу очень трудно отличить восстановленное поле от реального объ- екта. Возникает иллюзия присутствия запечатленного объекта перед наблюдателем. Более того, голограмма способна воспро- изводить свыше миллиона оттенков яркости, в то время как для обычной фотографии этот показатель не превышает сотни.
Суть голографирования состоит в регистрации интерференци- онной картины двух лучей, освещающих объект: опорного и объ- ектного. Для получения голограммы луч лазера делят на два, при- чем опорный направляют непосредственно на фотослой, а другим освещают объект. Отраженный от объекта свет тоже попадает на пластинку. Образующаяся у ее поверхности картина интерферен- ции световых волн (опорной и объектной) регистрируется свето- чувствительным слоем. Таким образом, при голографировании происходит взаимодействие двух волн, а возникающая при этом
интерференционная картина — периодическая структура темных и светлых полос и пятен — содержит полную информацию о запе- чатленном объекте. Именно эта картина и регистрируется на све- точувствительном материале.
Голограмма точно воспроизводит поле объектной волны, но при строго определенных условиях. Это позволяет на одну реги- страционную среду последовательно записать, а затем воспро- извести несколько различных интерференционных картин. Число голограмм определяется свойствами регистрирующей среды и схемой голографирования. Голограмма отражает свет так же, как реальный объект, а возникающее световое поле в точности соот-
ветствует объектному. Голограмма — это не изображение объек-
та, а зарегистрированное распределение интерференционной картины объектного и опорного волновых полей; отсюда для го- лографического метода не существует понятий «негатив и пози- тив».
При записи голограммы каждая точка объекта рассеивает из- лучение практически на всю поверхность регистрирующей среды. Поэтому в любой точке голограммы содержится информация обо всем объекте. Из этого следует несколько особенностей голо- графического процесса. Во-первых, любой участок голограммы способен воспроизводить образ всего объекта. Уменьшение раз- мера голограммы приводит лишь к некоторому ухудшению каче- ства изображения. Во-вторых, отдельные дефекты голограммы (трещины и царапины на эмульсии), в отличие от фотонегативов, практически не отражаются на качестве восстанавливаемого об- раза объекта.
Помимо стеклянных пластинок размером от 4х4 мм до
280х406 см для голографирования применяются также гибкие пленки, которые могут иметь размер до 6 кв. м, что позволяет получать очень крупные изображения. Голограмма дает трехмер- ное изображение даже при освещении ярким белым светом, по- скольку она сама «выбирает» из спектра падающего на нее излу- чения и отражает именно ту монохроматическую составляющую, которая экспонировала ее при съемке.
Особую актуальность голографические методы приобретают тогда, когда криминалисту приходится иметь дело с недолговеч- ными, скоропортящимися объектами, размеры и детали которых необходимо неоднократно сопоставлять с образцами и прове- ряемыми предметами. Возможности голографии способствуют созданию информационного фонда различных орудий преступ-
ления, а на этой основе — своеобразных «музеев», используе-
мых в оперативных и учебных целях.
Получение изображений — далеко не главное и не единст- венное применение голографии. Голограмму можно использовать для измерений геометрических размеров объектов. Это необхо- димо, когда обмер реальных объектов затруднен или невозможен (например, при экспертизе микрорельефа следов скольжения). Здесь полезны способы определения пространственного положе- ния восстановленной точки, анализа профиля поверхности объ- екта и др.
Их применение в криминалистической практике наиболее пер- спективно при анализе следов удара и давления (отжима), сопос- тавляемых с рабочими поверхностями проверяемых орудий взлома. Они целесообразны в первую очередь там, где требуется создание стерео- и псевдостереоэффекта, например при иссле- довании отпечатка бойка на капсюле гильзы. В качестве надеж- ных идентификационных признаков тут могут фигурировать мак- роскопические и микроскопические особенности, в частности не- значительные отклонения продольной оси бойка, асферичность его поверхности, координатные характеристики рельефа и др.
Голографические методы широко используются сейчас в кри- миналистическом исследовании документов для различения штрихов графитных карандашей, синих копирок, черных и синих чернил посредством цветоделительной съемки, а также для про- чтения залитых, зачеркнутых, замазанных записей и оттисков, восстановления вытравленных, угасших, смытых текстов, выяв- ления дописок и других изменений в документах посредством лазерной люминесценции.
Важная задача фототехнической экспертизы — точно опреде- лить пространственное положение восстановленных по голо- граммам точек и расстояний между ними, в частности при уста- новлении по представленным следователем фотоснимкам меха- низма и пространственно-временных характеристик дорожно- транспортного происшествия.
В отличие от оптической, позволяющей исследовать только полированные объекты, голографическая интерферометрия дает возможность анализировать шероховатые криминалистиче- ские объекты, которых, разумеется, большинство. Так, с помо- щью голографии удается выявить невидимые следы, оставлен- ные ногами преступника на ворсистых напольных покрытиях. По- сле того как по ковролину или другой толстой ткани, устилающей пол, прошел человек, на поверхности остаются совершенно не-
различимые вмятины — следы ног. Они очень медленно «заплы- вают» по мере того, как волокна ткани или ворсинки ковра рас- прямляются. Если в это время на одну и ту же светочувствитель- ную пластинку с небольшим интервалом зарегистрировать две голограммы обследуемого участка пола, то окажутся запечатлен- ными те ничтожные различия, которые образовались в результа- те распрямления волокон или ворсинок. Для этих целей разрабо- тана переносная голографическая камера на рубиновом кванто- вом генераторе.
При голографировании быстропротекающих (например, взрывных) процессов нужны очень короткие выдержки. Здесь используются специальные установки с импульсным рубиновым лазером. Поэтому становится возможным, например, анализ из- менения плотности газа в ударной волне за пролетающей пулей при производстве судебно-баллистической экспертизы.
Важное направление голографической интерферометрии — установление групповой принадлежности стекла, керамики и раз- личных пластических масс (см. рис. 3). Исходной предпосылкой здесь служит то, что две части одного предмета, обнаруженные в разных местах (например, на месте происшествия и при личном обыске подозреваемого), если они изготовлены из одного и того же материала, не должны иметь существенных отличий в рас- пределении интерференционных полос на восстановленном изо- бражении. Метод дает хорошие результаты при исследовании поверхности бумаги в ходе технической экспертизы документов. Поскольку при подделке нередко прибегают к травящим вещест- вам, изменяющим физические свойства бумаги, метод двух экс- позиций с импульсным лазером в качестве источника излучения позволяет выявить конкретный участок фальсификации докумен- та.
Интерференционная картина осколка оконного стекла,
полученная с помощью лазерного луча
Совмещение особенностей интерференционных картин отдельных осколков стекла, не имеющих общей линии разлома
|
Рис. 3
и при установлении факта
|
Голографическая интерферометрия обеспечивает идентифи- кацию плоского стекла по интерференционной картине на его оптических неоднородностях в отраженном лазерном свете. Под- даются анализу стеклянные осколки при отсутствии общей линии разлома и неизвестной взаимной ориентации в пространстве (см. рис. 3).
Заметное место в криминалистике, особенно в фототехниче- ской экспертизе, занимает оптическая обработка изображений. Она обеспечивает усиление мелких деталей и четкости изобра- жения, исправление дефокусированного (нерезкого) негатива. Отождествление по динамическим следам нередко вызывает большие трудности из-за нечеткости этих следов — трасс, обра- зовавшихся при совершении расследуемого преступления. В та- ких условиях их сравнительное сопоставление с эксперименталь- ными следами, образованными проверяемыми объектами в иде- альных условиях, не обеспечивает убедительных результатов. Не могут здесь помочь и традиционные фотографические методы обработки изображений.
Голографические методы весьма полезны в практике трасоло- гических и судебно-баллистических экспертиз, когда фоновые помехи мешают выделить, проанализировать и сравнить призна- ки, отобразившиеся в следах. Их суть состоит в том, что инфор- мация в изображении перераспределяется путем пространствен- ной фильтрации его спектра. Поскольку информативная часть изображения и искажающие ее помехи имеют различные про- странственные частоты, можно уменьшить последние, воздейст- вуя на спектр фильтром, ослабляющим или полностью экрани- рующим те или иные его зоны. После фильтрации сравнительное сопоставление фотоснимков следа скольжения, обнаруженного на месте происшествия, и экспериментального утверждает в вы- воде, что они оставлены орудием, изъятым у подозреваемого, либо наоборот.
Традиционные методы экспертизы оттисков печатных форм (типографские и машинописные тексты, клише, штампы, клейма и т.п.), хотя и дают неплохие результаты, полностью удовлетворить практические потребности пока не могли. Так, они не позволяют решать идентификационные задачи при малом объеме иссле- дуемых знаков, не способны идентифицировать новые, особенно электрические, пишущие машинки, цифропечатающие устройства и принтеры компьютеров. Они не дают точных критериев для определения очередности листа одной закладки и решения неко- торых диагностических задач. Здесь тоже оптимальны гологра-
фические методы, основанные на сравнении дифракционных спектров отдельных литер печатных форм, освещенных лучом лазера. Гарантируемые результаты вполне удовлетворительны. Так, надежность идентификации новых пишущих машин при ма- лом объеме исследуемого материала доходит до 95%.
В практической деятельности судебных экспертов повседнев- но возникает необходимость распознавать и отождествлять раз- личные объекты: орудия взлома, инструменты, портреты, следы, запечатленные на фотоснимках; машинописные тексты, оттиски печатей и штампов, подписи и др. Визуальный анализ этих объ- ектов даже с использованием специальных технических средств
— довольно трудоемкое занятие. Более того, выявляются, как правило, макроскопические признаки, а особенности более тонко- го порядка учитываются экспертом при формулировании заклю- чения далеко не всегда.
В связи с этим совершенно необходима опора на методы оп- тической обработки информации, в частности на распознавание образов. Наиболее распространенный подход к решению этой проблемы заключается в обнаружении интересующего образа и определении его места в исследуемом изображении.
Голографическое моделирование способствует криминали- стической идентификации трасологических объектов (по следам разруба, разреза, скольжения, отжима, откуса, удара на дереве, металлах, пластмассах и т.д.). Оно главным образом сориенти- ровано на создание пригодных для сравнительного исследования отпечатков идентификационного поля. Фотоснимки, слепки, от- тиски тоже пригодны, но лучшие результаты моделирования обеспечивает голографический метод фиксации вещественных доказательств. Голографическое моделирование позволяет досто- верно, объективно и экономно решать экспертную задачу иденти- фикации орудий по линейным следам, признаки которых зафикси- рованы в профилограммах. Отождествление проводится с помо- щью голографических согласованных фильтров.
В трасологии и судебной баллистике часто фигурируют следы скольжения или давления с очень мелким рельефом. Количест- венные характеристики и расположение деталей рельефа пред- ставляют собой, как правило, совокупность признаков, необходи- мую для вывода о наличии или отсутствии тождества. В этой свя- зи весьма перспективно голографическое профилирование сле- дов, позволяющее получить четкое представление обо всех при- знаках рельефа и микрорельефа. Важно, что такое профилиро-
вание обеспечивает изучение объемных особенностей рельефа следов.
Все большее применение находит голография в ходе меро- приятий, направленных на предотвращение преступных посяга- тельств. Так, специализированная американская фирма внед- рила метод идентификации драгоценных камней по их лазерным отпечаткам, вполне однозначно характеризующим конкретные камни. Отпечатки представляют собой снятую на цветную пленку дифракционную картину, возникающую при облучении гелий- неоновым лазером ограненной поверхности драгоценного камня: алмаза, изумруда, сапфира, шпинели и др. Поскольку практиче- ски не существует двух камней с полностью идентичной огранкой, полировкой и набором дефектов, такие голограммы законода- тельно закреплены для идентификации драгоценных камней.
В картотеке фирмы хранятся сотни тысяч голограмм разных драгоценных камней. Каждая из них похожа на фотографию звездного неба — множество светлых точек на темном фоне. Так регистрируется каждый вновь ограненный камень, после чего спе- циальный компьютер измеряет углы и расстояния между светлыми точками и сравнивает их с изображениями, хранящимися в его памяти. Иногда для отождествления камня достаточно десяти точек. Эта система позволяет не только идентифицировать по- хищенные драгоценные камни. Она дает возможность убедиться, что ювелир возвратил именно тот камень, который был ему пере- дан для чистки или изготовления оправы, а также распознать поддельные камни, имеющие совсем не такие отпечатки, как на- туральные, поскольку условия их образования и химическая структура различны. Голографическая система идентификации драгоценных камней доказала свою надежность и эффектив- ность.
Разработка и внедрение подобной системы в Российской Фе- дерации имели бы, безусловно, самое положительное значение. В такую централизованную голографическую картотеку необхо- димо внести лазерные отпечатки камней, хранящихся в Алмаз- ном фонде, Золотой комнате Эрмитажа и других государственных и частных собраниях, а также в культовых учреждениях; отпечат- ки натуральных драгоценных камней, изготавливаемых на отече- ственных гранильных и ювелирных фабриках. Профилактическая ценность данной системы, думается, быстро окупит материаль- ные затраты, которые потребуются для ее внедрения. Регистра- цию драгоценных камней следовало бы организовать в рамках
учетной системы «Антиквариат», обеспечивающей сохранность отечественных исторических и культурных ценностей.
Литература:
Анфилов Н.Н., Ищенко П.П. Применение цветной фотографии в криминалистике. М., 1979.
Дмитриев Е.Н., Иванов Ю.П. Применение метода цифровой фотографии при фиксации объектов криминалистических экспер- тиз: Учебное пособие. М., 1997.
Газизов В.А., Филиппов А.Г. Видеозапись и ее использование при раскрытии и расследовании преступлений. М., 1998.
Ищенко Е.П. Звуковое кино и видеозапись в борьбе с пре-
ступностью. Фрунзе, 1974.
Ищенко Е.П., Ищенко П.П., Зотчев В.А. Криминалистическая фотография и видеозапись: Учебно-практическое пособие. / Под. Ред. проф. Е.П. Ищенко. М., 1999.
Лазеры в криминалистике и судебных экспертизах. / Под. общ.
ред. Н.Г. Находкина, В.И. Гончаренко. Киев, 1986.