Измерительная фотография

При съемке мест происшествий, элементов обстановки, следов на снимках отображаются не только яркостные и цветовые, но и пространственные свойства объектов (их форма, объем, расположение относительно друг друга). При расследовании преступлений нередко такие снимки представляют единственный источник получения сведений о размерах и взаимном расположении предметов. Эти данные могут быть получены с помощью измерительной фотографии.

Измерительная фотография – это совокупность методов, приемов и средств получения фотографических изображений и определения по ним количественных данных о пространственных свойствах запечатленных предметов. Ее методы применяют при проведении следственных действий и производстве криминалистических экспертиз. По фотоснимкам, изготовленным по правилам измерительной съемки, устанавливаются истинные размеры предметов, их взаимное расположение, составляют масштабный план места происшетвия. Ее применяют при обзорной, узловой и детальной съемке мест происшествий, особенно при расследовании убийств, краж, совершенных с применением технических средств; уголовных дел, связанных с дорожно-транспортными происшествиями, взрывами, авиа- и железнодорожными катастрофами. С помощью приемов измерительной фотографии данные о пространственных свойствах предметов получают и по снимкам, изготовленным при неизвестных условиях (не по правилам измерительной съемки) и приобщенным к материалам уголовного дела.

На снимках фиксируемые предметы передаются с уменьшением, в натуральную величину либо с увеличением. Масштаб их изображения зависит от расстояния до предмета и фокусного расстояния применяемого объектива. Знание этих параметров, законов оптики и перспективной геометрии дает возможность получать количественные данные о пространственных свойствах предметов. Их определяют в процессе математических расчетов или геометрических построений, проводимых по фотоснимкам, изготовленным по правилам измерительной фотографии либо полученных при неизвестных условиях.

Данные о пространственных свойствах объектов на снимках получают при введении в кадр предметов с заведомо известными размерами. Их называют перспектометрами и фиксируют совместно с объектом. По их размерам на снимке судят и о размерах сфотографированого объекта. В качестве преспектометров в криминалистике используют линейки, ленты с делениями, квадраты, именуемые масштабами. В криминалистической практике используют следующие методы измерительной фотографии: плановую съемку с линейным масштабом (масштабную), перспективно-горизонтальную съемку и перспективно-наклонную съемку.

Плановую съемку с линейным масштабом применяют при фотографировании следов преступления, предметов - вещественных доказательств, трупов и отдельных его частей. Этот метод измерительной съемки наиболее прост и доступен. Его характеризуют две особенности: оптическая ось объектива проходит через центр объекта, а фокальная плоскость фотокамеры при съемке параллельна предметной. При их соблюдении отсутствуют перспективные искажения, масштаб изображения во всех точках снимка одинаков, что позволяет точно определять размеры предметов по фотоснимку.

Рядом с предметом размещают масштабную линейку. Ее располагают в свободной части пространства: либо параллельно одной из сторон кадра, либо параллельно большей стороне предмета, симметрично краям. При съемке плоских предметов линейку кладут в одной плоскости с объектом; при съемке объемных - ее устанавливают либо в плоскости расположения характерных деталей, либо в плоскости с максимальными размерами объекта: для цилиндрических (бутылок, гильз, пуль и др.) - на уровне оси; для холодного оружия - в плоскости клинка. Между масштабной линейкой и фотографируемым предметом оставляют зазор, равный 2 – 3 мм на изображении.

Устанавливая линейку на необходимой высоте, используют различные мелкие предметы - коробки, бруски, пластилин и пр. Эти предметы, полностью маскируемые линейкой, либо не должны просматриваться на снимке, либо изображение незакрытой их части удаляют при обрезке снимка. Устанавливая линейку при съемке вдавленных следов на грунте, рядом со следом выкапывают ямку до уровня дна. Тональность линейки должна соответствовать тону объекта. Деления ее шкалы всегда обращены к предмету и согласованы с его размерами.

Проведение измерений. Предмет и масштабная линейка в любой точке снимка имеют одинаковое увеличение. Предварительно по изображению линейки на снимке определяют масштаб, соотнося линейные размеры изображения масштабной линейки или ее части на снимке с истинными размерами. Затем, замерив длину (ширину) изображения предмета, вычисляют его истинные размеры:

,

где L_об – линейные размеры объекта; ℓ_об – линейные размеры объекта на снимке; M – масштаб изображения; L_лин – длина линейки; ℓ_лин – длина линейки на снимке.

Перспективно-горизонтальная съемка. При перспективно-горизонтальной съемке фокальная плоскость фотоаппарата составляет с предметной плоскостью угол 90°. Она проводиться либо с глубинным, либо с квадратным масштабами.

Глубинный масштаб представляет собой ленту с делениями, кратными фокусному расстоянию объектива. Измерительные ленты изготавливают из бумаги, наклеенной на ткань, полиэтилена или другого гибкого материала длиной 6 - 10 м и шириной 10, 15, 20 см. Для четкости восприятия делений на снимках отрезки, кратные фокусному расстоянию объектива, окрашивают поочередно в черные и белые тона. Светлоокрашенные участки обозначают порядковыми номерами. Для малоформатных фотокамер типа «Зенит» с объективом, фокусное расстояние которого равно 50 мм, ленту глубинного масштаба делят на большие отрезки, составляющие 3 – 5 фокусных расстояний. При меньших размерах их трудно различать на снимке.

При съемке с глубинным масштабом фотоаппарат устанавливают на штативе. С помощью отвеса от края объектива определяют точку, от которой устанавливается глубинный масштаб. Ленту размещают вдоль оптической оси объектива в глубину фотографируемого пространства. При недостаточной длине масштабную ленту располагают так, чтобы начальный ее участок совпадал с нижней границей кадра. Расстояние от объектива до края ленты замеряют и используют при расчетах.

Проведение расчетов. Пространственные параметры предметов на снимках вычисляют по известной зависимости между линейными размерами объекта и его изображения. С учетом коэффициента увеличения снимков при проекционной печати истинные размеры предметов, совпадающих с плоскостью, перпендикулярной оптической оси объектива, составят величину, равную:

,

где L_об – линейные размеры объекта,

ℓ_об – линейные размеры изображения,

M – масштаб изображения,

К – коэффициент увеличения изображения при печати, соответствующий отношению одной из сторон снимка и негатива (с этой целью на снимках при печати всегда отображаются границы кадра негативов).

При перспективно-горизонтальной съемке масштаб отображенных на снимке предметов не одинаков. В любой точке кадра его устанавливают по существующей зависимости между масштабом и расстоянием от точки съемки до объекта:

, откуда ,

где a – расстояние до объекта,

f – фокусное расстояние применяемого объектива,

M – масштаб изображения.

Искомую величину запечатленных на снимке предметов вычисляют из следующего соотношения:

.

Для упрощения расчетов выражение 1/M = m (m – знаменатель масштаба) принимают за коэффициент уменьшения изображения. При перспективно-горизонтальной съемке с глубинным масштабом расстояние до объекта, а, следовательно, и масштаб определяют по соответствующим образом изготовленной масштабной ленте (см. выше). Проводя на снимке горизонтальную линию через основание предмета и масштабную ленту, устанавливают порядковый номер участка пересечения. Кратность уменьшения при съемке соответствует количеству фокусных расстояний, содержащихся в промежутке от объектива до предмета, минус один:

,

где n – порядковый номер на масштабной ленте.

Измерив линейные размеры предмета, совпадающие с плоскостью, перпендикулярной оптической оси объектива, находят истинные его размеры:

.

Длину предметов, расположенных в пространстве вдоль оси объектива, а также расстояние между аналогично расположенными предметами устанавливают через разность предметных расстояний:

.

Длину предметов, расположенных под углом к оси объектива, вычисляют из прямоугольного треугольника, гипотенузой которого они являются.

Перспективно-горизонтальная съемка с квадратным масштабом является разновидностью съемки с глубинным масштабом. Вместо масштабной ленты в кадр помещают квадрат, сторона которого кратна фокусному расстоянию применяемого объектива. Для объективов типа «Индустар-50-2» она составляет 50 или 100 см. Стороны квадрата могут быть разделены на меньшие отрезки, например, по 25 или 50 см. Меньшие по размерам квадраты в шахматном порядке окрашивают в черные и белые тона. При съемке фотокамеру устанавливают на высоте 1,2-1,5 м, располагая как и при съемке с глубинным масштабом. Масштаб укладывают в плоскости пола (земли) на таком расстоянии от фотокамеры, чтобы одна из сторон квадрата совпадала с нижней границей кадра и размещалась строго по ее центру, а осевая линия была бы параллельна оптической оси объектива.

Размеры предметов находят по перспективной координатной сетке, которую строят на снимке, используя изображение квадрата (рис. 76).

Вертикальные линии, пересекающиеся в точке О, являются продолжением сторон квадрата АВ и DС. На основании снимка вправо и влево от квадрата откладывают отрезки, равные нижней стороне АD. Полученные точки вертикальными линиями соединяют в точке О. Первая горизонтальная линия сетки является продолжением квадрата ВС. Каждую последующую проводят через точки пересечения диагоналей предыдущего квадрата с рядом расположенными вертикалями (В₁С₁, В₂С₂, В₃С₃ и т. д.). Отрезки между горизонтальными и вертикальными линиями координатной сетки соответствуют стороне исходного квадрата.

Проведение расчетов. Координатная сетка позволяет определить масштаб в любой точке снимка. Для этого измеряют сторону квадрата в плоскости расположения предмета и соотносят с истинными размерами. Искомые параметры предмета (ширину и высоту) находят делением измеренных по фотоснимку на значение масштаба:

.

Длину предметов вычисляют через разность расстояний от объектива до передней и задней их точек, используя формулу для определения предметного расстояния:

.

Для фотоснимков, полученных проекционным способом, истинные размеры (длину) предмета получают делением значения вычисляемой величины на коэффициент увеличения при печати. Аналогично определяют расстояние между предметами.

Перспективно-наклонный метод съемки. Перспективно-горизонтальный метод съемки не всегда удобен. Его невозможно использовать при съемке небольших по размерам мест происшествий, например, в жилых помещениях. При высоте положения малоформатной камеры 1,2-1,5 м и горизонтальном расположении кадра нижняя его граница оказывается на расстоянии 5-6 м от точки съемки; при вертикальном – на расстоянии 3-3,5 м. С увеличением дистанции до точки съемки деления на ленте становятся плохо различимы. Следствием этого являются высокие погрешности в измерениях и, соответственно, низкая точность расчетов. При разметке глубинного и квадратного масштабов и в последующих вычислениях не всегда учитывается, что истинное значение фокусного расстояния объектива отличается от номинального. Например, номинальное значение фокусного расстояния объектива «Индустар-50-2» составляет 50 мм, а истинное – 52,48 мм.

Охватить пространство, прилегающее к фотокамере, возможно лишь при наклоне фотокамеры. В криминалистике имеются методики, позволяющие устанавливать размеры предметов при любом положении фотокамеры. Однако при дешифрировании таких снимков возникают дополнительные трудности с установлением пространственных параметров предметов, особенно вертикальных.

Области пространства на открытой местности или в закрытых помещениях в непосредственной близости от объектива фиксируют, используя перспективно-наклонный метод съемки. Для его реализации разработан специальный фотоаппарат ФСМ-1 (фотоаппарат судебно-метрический) на базе малоформатной камеры «Зенит-Е» с объективом «Индустар-50-2». Конструкция аппарата позволяет фиксировать объекты на фоне встроенной перспективной координатной сетки, находящейся в плотном контакте со светочувствительным материалом.

Координатная сетка рассчитана для съемки с определенной высоты при любом наклоне фотоаппарата к линии горизонта. Ее образуют горизонтальные и вертикальные линии, которые делят изображение кадра через 10 см до 7 м в глубину пространства. После подготовки фотокамеры к съемке определяют расстояние до предмета. Соответствующий участок координатной сетки устанавливают, перемещая ее в кадровом окне фотоаппарата. Расстояние до предмета должно совпадать с соответствующим делением шкалы сетки.

Для перспективно-наклонной съемки предложено использовать и фотокамеру ФК-13х18. Посредством этой камеры с высоты 2 м возможна съемка с тремя координатными сетками для глубины пространства от 1 до 2,9 м; от 2,8 до 30 м и от 30 м до бесконечности. Для обзорной и узловой съемки дорожно-транспортных происшествий с высоты 3,5 м изготовлены две специальные координатные сетки. Координатную сетку № 1 используют для обзорной съемки при глубине пространства от 5,7 до 60 м. Сетка № 2 предназначена для узловой съемки при глубине пространства от 2 до 6,2 м. Необходимую высоту съемки обеспечивают, устанавливая фотокамеру на площадке кузова автомобиля УАЗ-452В.

Дешифрирование снимков, полученных с любым увеличением, по наложенной на них координатной сетке не представляет особой сложности.