3D掃描儀

· Artec Space Spider

· Artec Leo

· Artec Ray II

· Artec Ray*

*舊版掃描儀。將Artec Ray升級至Ray II。

概要：一位知名法醫人類(lèi)學(xué)家需要快速完成骨骼、骨架，以及整個(gè)現場(chǎng)的3D掃描，同時(shí)將后期處理工作量降至低。

目標：在人類(lèi)死亡現場(chǎng)采用三臺專(zhuān)業(yè)3D掃描儀，完成骨骼、相關(guān)證據、附近地面、樹(shù)葉和整個(gè)場(chǎng)景的高精度彩色數字捕獲。

使用工具：Artec Space Spider、Artec Leo、Artec Ray、Artec Studio

法醫人類(lèi)學(xué)家Dennis Dirkmaat博士于梅西赫斯特大學(xué)辦公室

在全球大部分地區，若警察在野外發(fā)現尸體或骨架，他們往往立刻把它們裝起來(lái)拉走。在法醫實(shí)驗室或驗尸官辦公室檢查遺體，試圖判定死因，找出有關(guān)細節。但在法醫人類(lèi)學(xué)家眼里，他們覺(jué)得這就好比是把一顆樹(shù)上掉落的蘋(píng)果帶離現場(chǎng)，然后研究這顆蘋(píng)果的生長(cháng)過(guò)程和來(lái)源，甚至還想以此了解果樹(shù)本身。

用法醫人類(lèi)學(xué)家Dennis Dirkmaat博士的話(huà)來(lái)說(shuō)，“在戶(hù)外犯罪現場(chǎng)調查中，周?chē)h(huán)境往往被忽視?！彼a充道，“一些極為關(guān)鍵的信息都可以在尸體發(fā)現現場(chǎng)找到，但卻常常被調查員忽略……如果你知道要找些什么的話(huà)，這些現場(chǎng)甚至能開(kāi)口說(shuō)話(huà)，告訴你此地是否為案發(fā)現場(chǎng)……如果是，那這里的證據有時(shí)可以讓人大吃一驚?！?

法醫人類(lèi)學(xué)分析證據前的死亡現場(chǎng)

20多年來(lái)，Dirkmaat博士以及他的學(xué)生經(jīng)常被找來(lái)協(xié)助警方和驗尸官，每年大概平均接觸100起戶(hù)外犯罪現場(chǎng)。到達現場(chǎng)后，他們會(huì )細致搜索現場(chǎng)，檢查每一片樹(shù)葉和石塊，詳細檢查每一寸泥土和玻璃碎片，來(lái)確定尸體所在的空間位置，并在詳細的地圖上注明相關(guān)物件的位置。

現場(chǎng)的人類(lèi)遺體和證據標記物，已移除植被，準備制圖

在實(shí)驗室，Dirkmaat非常擅長(cháng)觀(guān)察骨骼，研究他們生前和死后所遭受的創(chuàng )傷類(lèi)型。他將這些寶貴知識傳授給學(xué)生，通過(guò)幾個(gè)月的課程，讓他們學(xué)會(huì )識別死者是死于自然因素，還是遭遇謀殺或自殺。有些情況下，遺體散落四處，或被深埋、焚毀，需調查清楚骨骼和證據是否受到動(dòng)物、水、風(fēng)、重力作用的影響，或被人蓄意移動(dòng)。

就人類(lèi)骨骼遺體來(lái)說(shuō)，使用手持式3D掃描儀數字完成骨骼數字捕獲是Dirkmaat調查的關(guān)鍵。他將掃描數據制成彩色3D虛擬模型，便于細節研究，并存入他建立的“骨骼百科全書(shū)”中，他希望這將成為一個(gè)寶貴的參考數據庫，讓全球調查員尋找、分析成千種骨骼的關(guān)鍵特征和細節，來(lái)對比各個(gè)案件中的骨骼和遺體。

現場(chǎng)找到/未找到的骨骼，還帶有創(chuàng )傷和食肉動(dòng)物活動(dòng)的痕跡

過(guò)去，Dirkmaat使用NextEngine 3D制作骨骼3D虛擬模型。雖然掃描儀本身不貴，但整個(gè)掃描過(guò)程非常耗時(shí)，要整個(gè)下午，才能完成一套標準骨骼遺體的掃描。而且掃描數據中存在大量噪點(diǎn)，每天都要進(jìn)行大量后期處理。

從不同角度掃描的頭骨，還能看到創(chuàng )傷和槍彈進(jìn)出留下的傷口

Dirkmaat認為一定有更好的方式。所以他聯(lián)系了Artec金牌授權經(jīng)銷(xiāo)商TriMech的3D掃描專(zhuān)家，他們在一系列領(lǐng)域的3D設計和工程解決方案方面非常精通。他們向他介紹了Artec Space Spider，這是一款手持式高精度3D掃描儀，是掃描復雜幾何小型物體、數字捕獲高精度細節的首選方案。Space Spider點(diǎn)精度高達0.05毫米（50微米），能還原人眼無(wú)法感知的法醫細節。

Dennis Dirkmaat博士使用Artec Space Spider掃描

當Dirkmaat看到Space Spider能輕松捕獲骨骼時(shí)，他立即做出了決定?！熬褪殖?d掃描儀掃描本身而言，Space Spider捕獲整套骨骼的速度讓我震驚。掃描一次，就捕獲到了一切。最后的效果也非常干凈，細節豐富，我意識到這就是我要找的解決方案了，”他說(shuō)道?！爸?，我就買(mǎi)了我的Space Spider，直接在戶(hù)外開(kāi)始使用，第一天用時(shí)，盡管還是個(gè)新手，但過(guò)去要花一下午完成的工作，現在一小時(shí)不到就結束了。我簡(jiǎn)直喜出望外?！?

帶有槍彈進(jìn)出傷口的頭骨

手持3d掃描儀掃描完成后，3D掃描數據在Artec Studio中進(jìn)行后期處理，這是用于配準和對齊的掃描儀軟件。軟件也支持3D模型按多種格式直接導出至大多數CAD系統及其他應用程序。

用Dirkmaa的話(huà)說(shuō)，Space Spider是“法醫埋葬學(xué)領(lǐng)域的好的工具”，可以研究多種重合過(guò)程（以及它們帶來(lái)的變化）對死后骨骼在數天、數周甚至數年間的影響。有些改變肉眼可見(jiàn)，而有些不可見(jiàn)（除非通過(guò)顯微鏡）。經(jīng)驗豐富的調查員可以觀(guān)察解讀所有變化。

這些變化形成的圖案可以揭露很多死亡當時(shí)的細節，令人震撼?！癝pace Spider為法醫調查員提供了極大幫助，” Dirkmaat說(shuō)道，“它能迅速輕松捕獲骨骼，彩色3D顯示，達亞毫米級精度，所以最終效果的細節豐富，你能清楚看到大小變化導致的不同圖案?！?

正如Dirkmaat表示，“在法醫學(xué)，尤其在我研究的法醫人類(lèi)學(xué)，3D掃描技術(shù)剛剛起步……我們很快就會(huì )看到3D掃描被用于捕獲整個(gè)死亡現場(chǎng)的做法，骨骼周?chē)囊磺?，包括地面、?shù)葉，都可以被精確捕獲，原封不動(dòng)地還原現場(chǎng)發(fā)現尸體時(shí)的狀態(tài)……這樣一來(lái)，即便現場(chǎng)因天氣、時(shí)間、人為干預后發(fā)生變動(dòng)，過(guò)了很長(cháng)時(shí)間，我們依然可以解讀現場(chǎng)暗藏機密的線(xiàn)索，告訴我們大量當時(shí)發(fā)生的信息?！?

為實(shí)現這一目標，Dirkmaat最近開(kāi)始用Artec Leo掃描，這是一款操作簡(jiǎn)便的全無(wú)線(xiàn)式手持3D掃描儀，掃描時(shí)無(wú)需連接電腦。無(wú)論是黑暗中還是日光下，用戶(hù)都能即開(kāi)即用。配備內置觸摸屏，可實(shí)時(shí)監測掃描效果，您可以一眼看出哪些區域還需額外掃描。加上無(wú)與倫比的數字捕獲幀率，及廣角視野，Leo掃描迅速，幾分鐘內就能為大中型物體完成彩色、高精度掃描效果。

Artec Ray是Dirkmaat使用的另一款Artec掃描儀，這是一款計量級、遠距激光雷達3D掃描儀，可以快速掃描相距360英尺（110米）內的大型物體，甚至整個(gè)場(chǎng)景和畫(huà)面。Ray的數字捕獲速率達208000點(diǎn)/秒，幾分鐘內，就能完成戶(hù)外（或室內）死亡場(chǎng)景的掃描，準確度高達亞毫米級。

配合使用Artec Space Spider、Artec Leo、Artec Ray，Dirkmaat找到了數字捕獲帶有大量細節的死亡現場(chǎng)的有效方案。Space Spider負責準確捕獲骨骼的有機幾何和精密細節，彩色高分辨率Leo負責快速捕獲大中型物體，如墳墓或汽車(chē)，Artec Ray負責幫助調查員快速捕獲整個(gè)死亡現場(chǎng)，包括尸體和幾百英尺范圍的現場(chǎng)，無(wú)一遺漏。Artec Studio負責整合三臺掃描儀數據，制成真實(shí)還原現場(chǎng)的3D模型。

Dirkmaat認為Artec掃描儀契合了法醫領(lǐng)域的新發(fā)展，即3D掃描與打印栩栩如生的骨骼。很多庭審過(guò)程和調查過(guò)程中，擁有一塊真實(shí)骨骼對一個(gè)案件的最終結果來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。但這種做法也帶來(lái)一些問(wèn)題，一定程度上會(huì )破壞骨骼和/或損毀證據。

但3D掃描改變了這一切。通過(guò)制作真實(shí)骨骼的數字模型，并3D打印，我們最終可以獲得骨骼復制品，作為庭審證據或調查員的重要工具。而且數字化的過(guò)程也意味著(zhù)全球研究員和調查員都能利用這項先進(jìn)技術(shù)。

例如，法國阿爾卑斯山脈附近發(fā)現帶有自衛型創(chuàng )傷的人類(lèi)遺體，法國警方希望對比在歐洲或其他地方類(lèi)似環(huán)境下發(fā)現的骨骼，他們就能申請查看其他骨骼的3D模型，幾小時(shí)后，就能制作出逼真的復制品供對比研究。

“Artec通過(guò)Space Spider、Leo、Ray徹底改變了法醫人類(lèi)學(xué)。我已經(jīng)把Artec解決方案徹底融入到了我的日常工作中，以及調查員、執法人員、大學(xué)生的日常與特別培訓課程當中，效果非常好。我的學(xué)生很快就能學(xué)會(huì )掃描，而且能在短的時(shí)間下獲得大量豐富的細節，相當不可思議，”Dirkmaat表示。