Изменение цветового контраста. Цветоразличительная фотография

Объектами контрастирующей фотографии нередко являются слабо­видимые окрашенные следы рук, обуви, выцветшие или смытые записи или оттиски печатей, тексты, залитые или зачеркнутые черни­лами или другими красителями, а также различные дописки или дорисовки в документах, слабо отличающиеся по цвету от штрихов

основного текста. От черно-белых, рассмотренных выше, они отли­чаются различиями в цвете либо его оттенках, поэтому особенности их съемки состоят в выявлении и усилении незначительных цвето­вых различий. Этим и занимается специальный раздел контрасти­рующей фотографии — Цветоразличительная фотосъемка, позво­ляющая преобразовывать цветовые оттенки исследуемого объекта в различия яркостей или оптических плотностей на фотоотпечатках. С ее помощью удается запечатлеть слабовидимые окрашенные следы и записи в документах, различать полезные детали за счет ослабления мешающей окраски фона и других помех, выявить неразличимые различия в окраске отдельных криминалистически значимых де­талей.

Восприятие цвета имеет свои особенности. Цвет можно охаракте­ризовать как совокупность излучений с различными длинами волн и как психофизиологическое отображение этих излучений с помощью зрительного аппарата человека. Поэтому цветовые ощущения связа­ны со спектральным составом действующего на глаз света и с особен­ностями зрительного восприятия.

Цветоразличительная способность зрительного аппарата высока только при благоприятных условиях. Она резко снижается при боль­шой и малой освещенности, с увеличением расстояния до объекта, с сокращением его размеров, когда сравниваемые детали расположены на смежных участках и в поле зрения попадают ярко окрашенные помехи. Одинаковые по цвету детали могут иметь как одинаковый спектральный состав отраженного от них света, так и разный. Поэто­му более эффективными по цветоразличительной способности ока­зываются спектрографические, электронно-оптические и фотогра­фические методы. Последние не только улавливают незначительные различия в цвете, но и усиливают их до уровня зрительного воспри­ятия.

Понятие эффективной зоны освещения. Эффективное освеще­ние — это узкий участок спектра, при котором происходит макси­мальное усиление, ослабление или разделение окрашенных деталей. Различные участки видимого спектра, используемые в качестве эф­фективного освещения, создают на объекте неодинаковый цветовой контраст, величина которого зависит от спектральных свойств само­го объекта. Известно, например, что при традиционном фотолабора­торном освещении не читаются записи, выполненные красными кра­сителями, в то время как синие детали хорошо различаются. Точное положение эффективной зоны освещения определяют по кривым спектрального отражения или поглощения соответствующих краси­телей.

320

321

21-171

 

Ослабление цветового контраста происходит тогда, когда эффек­тивная зона освещения совпадает с зоной максимального коэффици­ента отражения или минимального коэффициента поглощения (рис. 81а). В этом случае цветовой фон излучения и его яркость при­ближены к тем же параметрам детали, которая становится неразли­чимой на фоне объекта.

Усиление цветового контраста достигается, когда эффективная зона освещения совпадает с зоной минимальных спектральных ко­эффициентов отражения или максимальных коэффициентов погло­щения (рис. 816). Выявляемая деталь передается на снимке в глубоко черных тонах, что актуально при выявлении слабоокрашенных сле­дов, угасших записей и оттисков печатей, слабо различимых на фоне. Увеличивая плотность фона, детали получают более светлыми. Этот вариант усиления цветового контраста удобен, например при съемке слабовидимых следов рук светлой тональности на окрашенных по­верхностях. Минуя негативный процесс, можно сразу получить на фотобумаге темные папиллярные линии на белом фоне.

Различению двух близких по окраске деталей способствует ос вещение, соответствующее зоне спектра, в которой коэффициенты

отражения или поглощения красителей максимально раз­личны (рис. 81в). Это особенно актуально при дифференциа­ции штрихов дописки от штрихов основного текста.

Определение эффектив­ ной зоны освещения состоит в оценке спектральных свойств исследуемого объекта, опреде­лении области с максималь­ным или минимальным отра­жением (поглощением) сьета. Практикуется несколько спо­собов: измерительный, экспе­риментальный и субъектив­ный — по зрительному ощу­щению. Чем точнее оценка цветовых оттенков, тем эф­фективнее процесс цветораз-

личения.

Измерительный метод ос­нован на определении свето-

вых или энергетических величин излучения с помощью спектрофо­тометров. Принципиальная схема проведения измерений показана _На рис. 82. При производстве криминалистических экспертиз обычно фигурируют непрозрачные предметы. Измерив количество отражен­ного поверхностью излучения, выражают его через монохроматичес­кий коэффициент отражения. Величину последнего получают в ре­зультате сравнения полученной характеристики излучения и белой эталонной поверхности.

В криминалистичес­ких подразделениях для оценки спектральных свойств объектов ис­пользуют спектрофото­метры марок СФ-10 и СФ-18. Оптическую схему прибора см. на рис. 83.

Рис. 82. Схемы измерения спектров: а — пропускания; б — отражения

Субъективная оцен­ка по зрительному ощу­щению позволяет диф­ференцировать боль­шое количество оттен­ков по цветовому тону, насыщенности и светло­те. Недостаток такой оценки света состоит в малой точности, однако из-за отсутствия измерительных приборов она широко используется и дает приемле­мые результаты.

Повышение точности анализа цвета обеспечивают системы об­разцов-эталонов, позволяющие легко находить цвет образца, тожде­ственный или, по крайней мере, близкий к определяемому. Имеются в виду так называемые атласы цветов (например, атлас образца 1987г.).

Другой системой, используемой для оценки цвета, является цве­товой круг, в котором тона постепенно и непрерывно переходят один в другой и размещены так же, как и в видимом солнечном спектре. На рис. 84а приведена схема цветового круга, произвольно сформированного из 10 образцов. Все цветовые тона имеют в нем максимальную насыщенность, рассматриваются как спектрально чистые и размещены по принципу цветового контраста: против синего находится желтый, против голубого — красный и т.д. Ана-

323

21»

логично цветовому кругу пользуются цветовым треугольником, схема которого приведена на рис. 81 б. Он сформирован из шести образцов, три из которых представляют основные цветовые тона (красный, зеленый, синий), а остальные — дополнительные к ним (голубой, пурпурный, желтый).

Рис. 83. Схемы двухлучевого спектрофотометра:

И — источник; О — объект; К — оптический клин; Ф — монохроматор;

П — фотоэлектрический приемник излучения; У — усилитель;

Р — аналоговый цифровой анализатор; М — модулятор

а                                                                               б
Рис. 84. Схемы: а — цветового круга из 10 образцов;
б — цветового треугольника с парами взаимно дополнительных цветов

Пользуясь цветовым кругом или треугольником, следует выпол­нять первое правило цветоразличения: для ослабления цветового контраста эффективное освещение должно соответствовать цвету ослабляемой детали, а для усиления этого контраста тон эффектив­ного освещения подбирают дополнительным к цвету запечатлевае­мой детали. Эффективную зону подбирают, сравнивая оттенки с эталоном.

Оценивать свойства объектов по цветовому тону, насыщенности по­зволяет цветовой гра­фик, на кривой которого (рис. 85) есть зона осве­щения для ослабления цветового контраста, а с другой — для его усиле­ния. При выявлении вы­цветших записей или дифференциации близ­ких по цветовым оттен­кам красителей эффек­тивную зону освещения подбирают эксперимен­тально. Исследуемый объект последовательно

освещают лучами види­мого спектра или рас­сматривают его через цветофильтры различных марок. Условия, при которых наблюдается максимальное изменение контраста, использу­ют для цветоразличительной фотосъемки.

Средства выделения эффективной зоны освещения. Изменение цветового контраста осуществляется тем успешнее, чем более узкая зона эффективного освещения используется для цветоразличитель­ной съемки. Из спектра излучения источников ее выделяют посред­ством спектральных приборов, светофильтров, фотоматериалов, чувствительных к определенной части спектра, а также с помощью источников света, имеющих линейчатый спектр.

Наиболее узкие участки спектра «вырезаются» спектральными приборами — монохроматорами (рис. 86), однако они создают невы­сокую освещенность, а размеры освещаемых участков объекта очень малы. Для освещения больших площадей применяют специальные

324

325

 

Рис. 86. Принципиальная схема монохроматора: Л — источник света;

К — конденсор; Щт — щель; Oi — иллюминатор; Д — диспергирующее

устройство; Ог — объектив; Щ2 — выходная щель

диффузоры, рассеивающие выходящий из монохроматора пучок света, а также приспособления для перемещения светового луча по поверхности объекта (рис. 87).

Для выделения эффективной зоны освещения при цветоразличе-нии используются светофильтры. По принципу действия они быва­ют абсорбционные и интерференционные.

Абсорбционные светофильтры пропускают (поглощают) лучи различных зон видимого спектра избирательно. Для цветоразличи-тельной съемки они подбираются по спектральным свойствам — в зоне эффективного освещения светофильтр должен быть макси­мально «прозрачным».

Для цветоразличения наиболее удобны монохроматические све­тофильтры, пропускающие узкие участки спектра. Суммируя опти­ческие плотности стекол различных марок, получают составные све­тофильтры с нужной зоной пропусканий (рис. 88а). Для этого по каталогам цветного стекла подбирают светофильтры, оптические плотности которых при суммировании дадут оптимальную зону. Для выделения эффективной зоны освещения используются све­точувствительные мате­риалы, хотя их возмож­ности здесь ограничены. Некоторые из них чувст­вительны не ко всему ви­димому спектру, а к одной из двух его боль­ших зон. На этой основе можно сформулировать второе правило цветораз­личения: для усиления цветового контраста не-

Рис. 87. Схема развертки светового луча    обходимы фотоматериа-в монохроматоре вращающейся призмой   лы, нечувствительные к

цвету объекта, а для его ослабления — чувствительные. Используют­ся несенсибилизированные, изоортохроматические, ортохромати­ческие, панхроматические и изопанхроматические фотоматериалы (рис. 886).

_ОСЛАБЛЕНИЕ-    УСИЛЕНИЕ

Рис. 88. Выделение эффективного освещения в области 450 нм светофильтрами СС-5 и ЖС-3

При выделении эффективного освещения учитывается и рас­пределение излучения по спектру, создаваемое различными источ­никами. Так, усилению контраста способствуют осветители, спектр которых не содержит излучения с цветовым тоном, близким к тону усиливаемых деталей, а понижению контраста — те, в спектре ко­торых преобладают лучи, соответствующие цветовому тону ослаб­ляемой детали.

Таким образом, любая задача по изменению цветового контраста сводится к нахождению эффективной зоны освещения и ее выделе­нию с помощью осветителей, светофильтров, фотоматериалов.