CC BY
10DOI 10.47643/1815-1329_2022_12_238 УДК 343.98.06
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ 3D-СКАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОРТРЕТНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) THE USE OF 3D SCANNING TECHNOLOGY TO OBTAIN COMPARATIVE SAMPLES IN THE PRODUCTION OF PORTRAIT EXAMINATION (EXPERIMENTAL STUDY) ОВСЯННИКОВ Валерий Валерьевич,
старший преподаватель кафедры криминалистики Барнаульского юридического института МВД России. 656038, Россия, Алтайский край, г. Барнаул, ул. Чкалова, 49. E-mail: vvovsyannikov22@mail.ru;
СЕЛИНА Наталья Сергеевна,
старший преподаватель кафедры уголовного права, уголовного процесса и криминалистики
Алтайского филиала Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации. 656008, Россия, Алтайский край, г. Барнаул, ул. Партизанская, 187. E-mail: nat-selina@yandex.ru;
OVSYANNIKOV Valery Valeryevich,
senior lecturer department of criminalistics of the Barnaul law institute of the Ministry of internal Affairs of Russia. 656038, Altai territory, Barnaul, Chkalova str., 49. E-mail: vvovsyannikov22@mail.ru;
SELINA Natalya Sergeevna,
senior lecturer department of Criminal Law, criminal procedure and forensic science Altai branch of Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration. 656008, Altai territory, Barnaul, st. Partizanskaya, 187. E-mail: nat-selina@yandex.ru
Краткая аннотация. Развитие цифровых и информационных технологий, и их массовое внедрение в различные сферы жизнедеятельности человека, обуславливает необходимость, в ходе производства портретных экспертиз, исследования таких объектов как цифровые фотоснимки, видеозаписи с видеокамер и видеорегистраторов, имеющие сложный для восприятия ракурс (наклон, поворот, отклонение головы относительно используемого устройства фото-видеофиксации). Учитывая, что использование 3D-технологий, в настоящее время, уже изучено, обосновано и применяется в некоторых сферах экспертной деятельности, на наш взгляд, их применение в целях получения сравнительных образов внешнего облика человека, отвечающих всем предъявляемым к таковым объектам требованиям (в первую очередь, с точки зрения сопоставимости исследуемых объектов), возможно. В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований авторов, по применению технологии 3D-сканирования в целях получения сравнительных образцов внешнего облика человека, с точки зрения возможности их использования при производстве портретной экспертизы.
Abstract: The development of digital and information technologies, and their mass introduction into various spheres of human activity, necessitates, during the production of portrait examinations, the study of objects such as digital photographs, video recordings from video cameras and video recorders that have a difficult-to-perceive angle (tilt, turn, deviation of the head relative to the photo-video recording device used). Considering that the use of 3D technologies has already been studied, justified and applied in some areas of expert activity, in our opinion, their use in order to obtain comparative images of a person's appearance that meet all the requirements for such objects (first of all, from the point of view of comparability of the objects under study) is possible. This paper presents the results of the authors' experimental studies on the use of 3D scanning technology in order to obtain comparative samples of a person's appearance, from the point of view of the possibility of their use in the production of portrait examination.
Ключевые слова: криминалистика, технологии 3D-сканирования и моделирования, внешний облик человека, портретная экспертиза, судебная экспертиза, получение сравнительных образцов.
Keywords: criminalistics, 3D scanning and modeling technologies, human appearance, portrait examination, forensic examination, obtaining comparative samples.
Для цитирования: Овсянников В.В., Селина Н.С. Использование технологии 3D-сканирования для получения сравнительных образцов при производстве портретной экспертизы (экспериментальное исследование)// Аграрное и земельное право. 2022. № 12(216). С. 238241. http://doi.org/10.47643/1815-1329_2022_12_238.
For citation: Ovsyannikov V. V., Selina N.S. The use of 3D scanning technology to obtain comparative samples in the production of portrait examination (experimental study) // Agrarian and Land Law. 2022. No. 12(216). pp. 238-241. http://doi.org/10.47643/1815-1329_2022_12_238.
Статья поступила в редакцию: 20.10.2022
Анализ научных публикаций [1; 2, С. 50-67; 3, С. 123-128; 4, С. 99-106; 5, С. 85-88; 6; 7] раскрывающих различные аспекты внедрения и использования технологии получения трехмерных моделей в деятельности экспертно-криминалистических подразделений свидетельствует о росте интереса к технологиям 3й-сканирования, 3й-печати и компьютерного моделирования у правоохранительных органов России и зарубежных стран.
Внедрение современных технологий в экспертную деятельность обусловлено практической потребностью решения стоящих перед экс-пертно-криминалистическими подразделениями задач. Так, развитие современных цифровых технологий и их применение в экспертной деятельности значительно облегчает процесс исследования, позволяет производить большее количество экспертиз с меньшими временными затратами [8, С. 31].
А.М. Зинин, в ряде своих работ, рассматривает возможность применения технологии 3й-моделирования (в том числе преобразования плоского изображения в объемное) в рамках изготовления субъективных портретов разыскиваемых лиц, восстановления внешнего облика человека по черепу или его останкам, создания усредненных моделей внешнего облика лиц различных антропологических групп, в том числе, указывает на возможность дополнительного изучения групповых признаков в ходе производства портретных экспертиз [9, С. 6-7; 10, С. 56-61; 11, С. 82-85; 12, С.14-19].
Следует отметить, что 3й-модель внешнего облика человека, полученная с использованием технологий 3й-сканирования и моделирования, на данный момент, в соответствии утвержденными и рекомендованными типовыми экспертными методиками, не является объектом исследования при производстве судебной портретной экспертизы, и не предусмотрена в качестве сравнительного образца внешнего облика чело-
века. Однако, учитывая широкое распространение технологий 30-сканирования и моделирования в различных сферах жизнедеятельности человека, в том числе, применение 30-технологий в деятельности экспертно-криминалистических подразделений (осмотр места происшествия, производство некоторых видов экспертиз), а также отсутствие методических рекомендаций по получению и использования 30-моделей внешнего облика человека при производстве портретных экспертиз, особый интерес вызывает возможность использования технологии 30-сканирования для получения сравнительных образцов.
Использование технологии получения трехмерного изображения (3D-сканирования) внешнего облика человека при производстве судебной портретной экспертизы, заключается в возможности безопасного бесконтактного копирования объемных объектов со сложной геометрией, и получения в результате сканирования полигональной 30-модели с наложением соответствующей цветной текстуры. Что в свою очередь, позволяет построить точную модель объекта на основе множества фотографий, сделанных под разным углом, с привязкой к полигональной сетке. Таким образом, получаемое трехмерное изображение (3D изображение) - это представление поверхности сканируемого объекта в трехмерном пространстве [13].
Результаты проведенного авторами интервьюирования сотрудников государственных экспертно-криминалистических подразделений системы МВД России и сотрудников негосударственных экспертных подразделений свидетельствуют о высоком интересе практических работников к рассматриваемой технологии. Интервьюируемыми отмечалась теоретическая возможность использования технологии 3D-сканирования при производстве ряда экспертиз, в том числе, с целью получения сравнительных образцов при производстве портретной экспертизы, повышения наглядности экспертных исследований.
Рассматривая возможность применения современных цифровых технологий ^D-сканирования) при производстве портретных экспертиз, отметим что, специфика производства портретной экспертизы по видеоизображениям предполагает отбор и последующее исследований изображений интересующего лица в виде предоставленного в распоряжение эксперта фрагмента видеозаписи. При этом, в качестве одного из проблемных аспектов, следует выделить сложные для восприятия ракурсы внешнего облика лиц, запечатленных на полученных с видеоизображения стоп-кадрах, их не сопоставимость с предоставленными в распоряжение эксперта объектами для сравнительного исследования. В некоторых случаях, в качестве преимуществ предоставленной видеозаписи следует отметить, возможность расширения комплекса идентификационных признаков внешнего облика человека, за счет обнаружения их на нескольких стоп-кадрах. В последующем отобранные сопоставимые по сходным критериям исследуемые видеоматериалы посредством графических редакторов преобразуются в цифровые фотоизображения с учетом общих правил судебной портретной экспертизы и производится их сравнение с имеющимися объектами.
Учитывая, что исследование указанных объектов (видеозапись) судебной портретной экспертизы, как правило, требует предоставления в распоряжение эксперта большого количества сравнительных образцов внешности исследуемого лица, а в случае их недостаточности или не сопоставимости производство экспертизы приостанавливается, до их получения в распоряжение эксперта. Перспективным направлением, на наш взгляд, является использование технологии 3D-сканирования для получения сравнительных образов в ходе производства судебной портретной экспертизы.
Так, важным преимуществом использования трехмерных изображений, является возможность расширения комплекса идентификационных признаков внешности посредством вращения цифровой трехмерной модели, с использованием элементов интерфейса графического редактора, для выбора оптимального ракурса, отображения наиболее характерных признаков в любой плоскости в пределах 360 градусов, что может иметь высокое практическое значения при исследовании стоп-кадров видеозаписей различного качества. Аналогично стоп-кадрам, получаемым с предоставленных видеоизображений, полученные трехмерные изображения, посредством возможностей графических редакторов преобразуются в цифровые 2D-изображения, далее производится их сравнение с представленными в распоряжение эксперта объектами (стоп -кадрами получаемыми с предоставленных видеоизображений).
Получение цифровой 3D-модели внешнего облика подозреваемого (идентифицируемого лица) лица возможно, как самим следователем или сотрудником ЭКП при привлечении его в качестве специалиста для производства следственного действия - получение образцов для сравнительного исследования, так и в последующем, экспертом в ходе производства судебной портретной экспертизы. Полученное трехмерное цифровое изображение внешности исследуемого лица с использованием необходимого программного обеспечения может быть легко масштабировано и ориентировано в любой плоскости. Таким образом, применение технологии 3D-сканирования позволит получить высокоточные цифровые модели внешности исследуемого лица, отвечающие требованиям сопоставимости, что в свою очередь, повысит объективность и обоснованность выводов эксперта.
Экспериментальная часть:
Для исследования возможности применения технологии SD-сканирования при производстве портретной экспертизы (идентификации (отождествления) личности по признакам внешности) в целях проверки требований, предъявляемых к технико-криминалистическим средствам, используемым при фиксации внешности идентифицируемого лица, был использован 3D-сканер «Artec Eva» с программ обеспечением Artec Studio 13 Professional.
Технические характеристики используемого оборудования:
- Технология 3D-сканирования - оптическая (использование источника света и оптических камер);
- Источник света - вспышка;
- Разрешение камер - 1,3 Мп;
- Передача цвета - да;
- Передача текстур - да;
- SD-разрешение - 0,2 мм;
- 3D-T04H0CTb - 0,1мм;
- Скорость сбора данных, до - 18 000 000 точек/с;
- Рабочее расстояние до объекта - от 0,4 до 1м;
- Угол триангуляции (поле видимости камер) 30 x 21°;
- Частота видео съемки, до 16 кадров/с;
- Время 3D-экспонирования 0,0002 с;
- Программное обеспечение - Artec Studio 13 Professional;
- Выходной формат - OBJ, PLY, WRL, STL, AOP, ASC, PTX, E57, XYZRGB;
- Интерфейс - 1xUSB2.0, совместим с USB 3.0;
- Формат экспорта измерений - CSV, DXF, XML;
- Вес - 0,9 кг;
- Габариты - 262x158x63 мм;
- Энергопотребление - 12 В, 48 Вт;
- Калибровка оборудования - не требуется.
В ходе работы с указанным устройством, следует отметить его эргономичность, интуитивную простоту его работы и сопутствующего программного обеспечения, не требующих дополнительной подготовки и калибровки сканера. После включения, в окне программы «Artec Studio 13 Professio», в левой части диалогового окна имеются ряд инструментов автоматизирующих процесс сканирования. После запуска программы Artec Studio 13 Professional в левой части открывшегося диалогового окна отображаются следующие элементы управления: «Съемка», «Автопилот», «Редактор», «Команды», «Сборка», «Править», «Измерения», «Мульти», «Текстура», «Опубликовать». При переходе в каждый из элементов управления отображаются дополнительные настройки параметров сканирования, которые авторами не изменялись.
Сканирование производилось в режиме 15 кадров в секунду (максимально 16 кадров/с). Процесс сканирования предполагает наличие промежуточных этапов, таких как «наложение текстуры» в процессе экспериментального погрудного сканирования внешности исследуемого лица (предпросмотр получаемого 3D-изображения), в ходе которого отображаются участки, требующие дополнительного внимания (сканирования). Имеющаяся функция предварительного просмотра получаемого 3D-изображения позволяет оценить качество сканирования, выявить участки требующие дополнительного сканирования, и вернуться к ним. По завершению процесса экспериментального сканирования с использованием функции «предварительного просмотра» на экране персонального компьютера наблюдалось полученное трехмерное изображение. Во вкладке «Съемка» по окончании процесса сканирования отображается количество записанных снимков - 3840, указывается скорость сканирования - 15 кадров в секунду, выбранный метод позиционирования - «геометрия+текстура».
После обработки накопленных снимков в автоматическом режиме, была получена 3D-модель внешности автора удовлетворительного качества (высокая резкость, удовлетворительная цветопередача, отображение текстуры кожи, волос и одежды, удовлетворительная яркость и контрастность полученной модели).
Полученная в ходе сканирования 3D-модель, с использованием программного интерфейса, может быть позиционирована в различных ракурсах анфас, профиль, левый и правый полупрофиль, нижний и верхний анфас и т.д.
Результаты экспериментального сканирования:
Так, в ходе проведенных экспериментальных сканирований с использованием 3D-сканера Artec Eva и программного обеспечения Artec Studio 13 Professional, выявлены как достоинства, так и недостатки технологии 3D-сканирования, относительно возможности ее применения при производстве судебной портретной экспертизы. В соответствии с условиями проводимого эксперимента в качестве достоинств рассматриваемой технологии отметим следующие:
- относительная простота использования (не требуется длительная подготовка оборудования);
- используемое программное обеспечение Artec Studio 13 Professional позволяет оцифровывать сложные объекты;
- безопасность сканирующего оборудования для сканируемого лица (источником света является диодная лампа-вспышка - абсолютно безопасно для сканирования глаз и тела человека даже при интенсивном использовании);
- возможность сканирования подвижных объектов;
- компоненты полигональной сетки точно соответствуют трехмерной форме объекта, позволяя использовать 3D-модель объекта во всех программах для работы с графикой и для 3D-дизайна;
- точность сканирования составляет 0,1мм или 100мкм (данный параметр представляет собой погрешность, выявленную при сканировании эталонного образца, размер которого известен с точностью плюс-минус 20 мкм, а в соответствии с информацией сайта производителя процедура производится для каждого экземпляра сканера);
- высокая скорость сканирования - для получения точного 3D-изображения лица и головы человека требуется от 2 до 4 минут;
- возможность последующего масштабирования и выбора необходимого ракурса полученной 3D-модели (в пределах 360 градусов);
- возможность выбора современных моделей 3D-сканеров, в которых передача данных осуществляется посредством беспроводной технологии (что обеспечивает большую мобильность и простоту использования вне экспертного учреждения).
Ряд недостатков, выявленных в ходе проводимого эксперимента, с использованием 3D-сканера Artec Eva и программного обеспечения
Artec Studio 13 Professional, на взгляд авторов, носят субъективный характер, и в большей степени связаны с отсутствием опыта работы с программным обеспечением и данным видом устройств. В тоже время, относительно применения данной технологии 3D-санирования нами отмечены следующие недостатки:
- высокие требования к техническим характеристикам персонального компьютера для обеспечения наилучшего качества сканирования и работы с полученной 3D-моделью внешности исследуемого лица;
- использование специального лицензируемого программного обеспечения имеющего высокую стоимость;
Учитывая вышеизложенное перспективным направлением развития методического и технического обеспечения производства судебной портретной экспертизы, как показало проведенное экспериментальное сканирование, является технология получения трехмерного изображения ^D-сканирование).
Внедрение и использование современных технологий 3D-сканирования с учетом возможности проводимых измерений и сканирования сложных объектов разных размеров и текстур, позволит существенно расширить не только возможности судебной портретной экспертизы, но и открывает новые возможности ведения экспертно-криминалистических учетов.
Библиогра фия:
1. Что такое 3D-CKaHep и как он работает. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://vektorus.ru/blog/3d-skaner.html (дата обращения: 11.10.2022);
2. Несмиянова И.О. 3D сканирование в экспертной деятельности: понятие, сущность и возможности применения. Systems and Management.- Т.2. - №2 (2020). -С. 50-67. [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://sysnmgt.ru/index.php/SNM/article/view/52 (дата обращения: 11.10.2022);
3. Снятков Е. В., Дорохин С. В., Чаркин И. И., Есаулова А. Н., Савинков М. А. Повышение объективности экспертизы лакокрасочных покрытий применением метода 3-D сканирования // Воронежский научно-технический вестник.- 2017. - № 1 (19). - С. 123-128;
4. Коныгин Р.А., Шестакова Л.А. Использование компьютерного трехмерного моделирования в уголовном судопроизводстве Российской Федерации// Юридический вестник Самарского университета. - 2017. - № 3(3). - С. 99-106;
5. Енгалычев В.Ф., Пискунова Е.В. О новых возможностях судебной психологической экспертизы, использующей технологии 3 D-моделирования // Судебная экспертиза: Методологические, правовые и организационные проблемы новых родов (видов) судебных экспертиз: Материалы междунар. науч. - практ. конф. (г. Москва, 15-16 января 2014 г.). - М., 2014. - С. 85-88;
6. Munkelt C., Kleiner B., Torhallsson T., Kühmstedt P., Notni G. (2014) Ручное трехмерное сканирование с автоматической регистрацией нескольких ракурсов на основе оценки оптического и инерционного положения. В: OstenW. (eds) Fringe 2013. Springer, Berlin, Heidelberg. [Электронный ресурс] // Режим досту-па:https://doi.org/10.1007/978-3-642-36359-7_147 (дата обращения: 11.10.2022);
7. Применение технологии 3D-сканирования при осмотре места происшествия. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://www.krim-market.ru/blog/primenenie-tekhnologii-3d-skanirovaniya-pri-osmotre-mesta-proisshestviya(дата обращения: 11.10.2022);
8. Жукова Н.А. Современные технологии в экспертной деятельности : учебное пособие / Н.А. Жукова, И.А. Ярощук, Е.А. Яковенко. - Белгород : ИД «БелГУ» НИУ «БелГУ», 2021. - 52 с. - С.31;
9. Зинин А. М. Генезис средств изготовления субъективных портретов (от рисунка до 3D изображения) / А. М. Зинин // Вестник Московского университета МВД России. - 2014. - № 2. - С. 6-7. - EDN RZOHER.
10. Зинин, А. М. Судебно-портретная экспертиза: исследование нетипичных объектов / А. М. Зинин // Теория и практика судебной экспертизы. - 2013. - № 4(32). - С. 56-61. - EDN RSQNCN.
11. Зинин, А. М. Установление возможного кровного родства по признакам внешности как диагностическая экспертная задача / А. М. Зинин // Теория и практика судебной экспертизы. - 2012. - № 2(26). - С. 82-85. - EDN QZLLTR.
12. Зинин, А. М. К вопросу об уточнении понятия объектов судебно-портретной экспертизы / А. М. Зинин, Н. А. Романько, Ш. Н. Хазиев // Теория и практика судебной экспертизы. - 2012. - № 2(26). - С. 14-19. - EDN QZLLQF.
13. Емельянова, Я.А., Климова, Ю.Н. Безопасность цифровой экономики, современные тенденции развития судебной экспертизы на основе 3d-технологий // Научно-практический электронный журнал Аллея Науки. - 2019. - №6 (33). С. 458-462. [Электронный ресурс] // Режим доступа : https://alley-science.ru/domains_data/files/Collection_of_journals/Iyun%201%20tom.pdf (дата обращения: 11.10.2022).
References:
1. What is a 3D scanner and how it works. [Electronic resource] // Access mode: https://vektorus.ru/blog/3d-skaner.html (date of application: 11.10.2022);
2. Nesmiyanova I.O. 3D scanning in expert activity: concept, essence and application possibilities. Systems and Management.- T.2. - №2 (2020). - Pp. 50-67. [Electronic resource] // Access mode: http://sysnmgt.ru/index.php/SNM/article/view/52 (date of application: 11.10.2022);
3. Snyatkov E. V., Dorokhin S. V., Charkin I. I., Esaulova A. N., Savinkov M. A. Improving the objectivity of the examination of paint coatings using the 3-D scanning method // Voronezh Scientific and Technical Bulletin.- 2017. - № 1(19). - Pp. 123-128;
4. Konygin R.A., Shestakova L.A. The use of computer three-dimensional modeling in criminal proceedings of the Russian Federation// Legal Bulletin of Samara University. - 2017. - № 3(3). - Pp. 99-106;
5. Engalychev V.F., Piskunova E.V. About new possibilities of forensic psychological examination using 3 D-modeling technologies // Forensic examination: Methodological, legal and organizational problems of new kinds (types) of forensic examinations: Materials of International scientific research. - Practical conference (Moscow, January 15-16, 2014). - M., 2014. - pp. 85-88;
6. Munkelt C., Kleiner B., Torhallsson T., Kühmstedt P., Notni G. (2014) Manual three-dimensional scanning with automatic registration of several angles based on the assessment of optical and inertial position. In: OstenW. (eds) Fringe 2013. Springer, Berlin, Heidelberg. [Electronic resource] // Access mode:https://doi.org/10.1007/978-3-642-36359-7_147 (date of application: 11.10.2022);
7. The use of 3D scanning technology during the inspection of the scene. [Electronic resource] // Access mode: https://www.krim-market.ru/blog/primenenie-tekhnologii-3d-skanirovaniya-pri-osmotre-mesta-proisshestviya( date of application: 11.10.2022);
8. Zhukova N.A. Modern technologies in expert activity: a textbook / N.A. Zhukova, I.A. Yaroshchuk, E.A. Yakovenko. - Belgorod : Publishing house "BelGU" NRU "BelGU", 2021. - 52 p. - p.31;
9. Zinin A.M. Genesis of means of making subjective portraits (from drawing to 3D image) / A.M. Zinin // Bulletin of the Moscow University of the Ministry of Internal Affairs of Russia. - 2014. - No. 2. - PP. 6-7. - EDN RZOHER.
10. Zinin, A.M. Forensic portrait examination: the study of atypical objects / A.M. Zinin // Theory and practice of forensic examination. - 2013. - № 4(32). - Pp. 56-61. -EDN RSQNCN.
11. Zinin, A.M. Establishing a possible blood relationship based on appearance as a diagnostic expert task / A.M. Zinin // Theory and practice of forensic examination. -2012. - № 2(26). - Pp. 82-85. - EDN QZLLTR.
12. Zinin, A.M. On the question of clarifying the concept of objects of forensic portrait examination / A.M. Zinin, N. A. Romanko, Sh. N. Khaziev // Theory and practice of forensic examination. - 2012. - № 2(26). - Pp. 14-19. - EDN QZLLQF.
13. Yemelyanova, Ya.A., Klimova, Yu.N. Security of the digital economy, modern trends in the development of forensic examination based on 3d technologies // Scientific and practical electronic journal Alley of Science. - 2019. - №6 (33). Pp. 458-462. [Electronic resource] // Access mode : https://alley-science.ru/domains_data/files/Collection_of_journals/Iyun%201%20tom.pdf (date of application: 11.10.2022).
