Изменение цветового контраста

Средствами черно-белой фотографии изменяют не только соот­ношение яркостей объектов. Среди них попадаются 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 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 — цветораз-личительная фотография.

Различаемость близких по окраске деталей характеризует цве­товой контраст — зрительно воспринимаемое соотношение цветовых оттенков, обусловленных неодинаковым спектральным составом отраженного ими света. Максимальный цветовой кон­траст образуют основной и дополнительный к нему цветовые тона: К и Г, С и Ж, 3 и П. Иные соотношения цветовых тонов (на­пример, К и 3, Г и С) дают меньший контраст, а при значениях меньше порогового не улавливаются зрением. Трудноразличимы цветовые оттенки красителей, близких по соотношению спектраль­ных тонов к белому свету, а одноцветные чернила и пасты, со­стоящие из неодинаковых по химическому составу красителей, не­различимы для зрения.

Наглядным доказательством того, что документ выполнен не­одинаковыми по цвету красителями, служит фотоснимок, на кото­ром элементы записей имеют высокое различие в плотностях по­чернений либо в цвете.

Цветовой контраст изменяют для решения следующих задач:

— ослабления или исключения окрашенной детали на фоне
объекта или ослабления мешающей окраски фона. При этом отно­
сительные яркости детали должны быть приближены к яркости фона:

В_д = В_ф,о_д = О_ф1

— усиления окрашенной детали, например, слабовидимой запи­
си, следа. Здесь независимо от окраски деталь должна наблюдать­
ся и передаваться на снимке в глубоко темных тонах:

в_а<(В_ф,о_д»о_ф;

— разделения деталей, максимально усиливая одни окрашен­
ные детали и одновременно ослабляя другие, например, при уста­
новлении дописок, исправлений в документе:

В^В?, D.dDz; или В₂))В₁, D^.

Цветоразличительная фотография — это метод исследо­вания, позволяющий преобразовывать незначительные различия в цветовых оттенках объекта в хорошо видимые различия яркостей объекта или плотностей почернения на черно-белых снимках.

Понятие эффективной зоны освещения. Изменение цветово­го контраста сводится к получению таких условий (наблюдения, съемки), при которых соотношение яркостей двух окрашенных де­талей резко отличалось бы от соотношения яркостей тех же дета­лей, наблюдаемых в естественных условиях. Такие условия созда­ет эффективное освещение, т. е. освещение определенного спектрального состава.

Эффективная зона освещения — это узкий участок спектра излучения источника (ЛЛ), который при воздействии на объект дает максимальное преобразование (усиление или ослабление) ярко­стей окрашенных деталей. Например, при красном неактиничном освещении деталь красного цвета сливается с фоном, а при синем освещении выглядит темной.

Зону эффективного освещения определяют, исходя из спек­тральных свойств красителя, выражаемых зависимостью (графи­ком) изменения коэффициента отражения (поглощения) от длины волны излучения. Наибольший эффект наблюдают в тех областях

спектра, где соответствующие коэффициенты имеют максимальное или минимальное значения (рис. 155).

400 500 600 ТОоХвм

Рис. 155. Зоны эффективного освещения:

а — для ослабления цветового контраста;

б — для усиления цветового контраста;

в — для разделения близких по окраске деталей

Ослабление цветового контраста наблюдается, если зона эф­фективного освещения приходится на максимум значения коэффи­циента отражения (рис. 155 а). Усиление цветового контраста дос­тигается, если зона эффективного освещения выбирается в участках спектра с минимальными значениями коэффициента от­ражения (рис. 155 б). Для разделения двух близких по окраске деталей зоной эффективного освещения является участок спек­тра, где коэффициенты отражения (поглощения) имеют макси­мальное различие (рис. 155 в).

Определение зоны эффективного освещения состоит в оцен­ке спектральных свойств красителя объекта. Чем точнее оценка, тем эффективнее процесс цветоразличения. Для оценки спек­тральных свойств объекта в криминалистике используют объектив­ный (инструментальный), субъективный (визуальный) методы или устанавливая зону эффективного освещения экспериментально.

Инструментальный метод основан на использовании спектро-фотометрических приборов, разлагающих отраженный или пропу­щенный деталями свет по спектру излучения и позволяющий полу­чать зависимость этих величин от длины волны видимого света. В криминалистических подразделениях для изучения спектральных свойств объектов используются спектрофотометры марок СФ-10, СФ-18. Однако из-за малого объема материала (ширины штриха) они не нашли широкого распространения на практике (рис. 156).

Рис. 156. Схемы двухлучевого спектрофотометра:

И— источник; О — объект; К —оптический клин; М — модулятор;

Ф — монохроматор; П — фотоэлектрический приемник излучения;

У —усилитель; Р —аналоговый цифровой анализатор

Экспериментальным путем зону эффективного освещения под­бирают, последовательно освещая объект излучениями различной длины волны или рассматривая его через светофильтры различ­ных марок. Условия освещения, при которых наблюдается макси­мальное изменение цветового контраста, используют для цвето­различения.

При субъективной оценке спектральным прибором является глаз человека. Он хоть и различает множество цветовых оттенков, но с меньшей точностью. Для анализа цвета используют атласы цветов.

По ним определяется образец, который близок по цветовому тону, насыщенности и светлоте оцениваемому объекту. Для этой же це­ли в криминалистике используют цветовой круг или цветовой тре­угольник — цветовые системы, у которых цветовые тона непре­рывно переходят один в другой, как и в видимом солнечном спектре. У цветового треугольника на рис. 157 цветовые тона раз­мещены по признаку цветового контраста: напротив основных цве­товых тонов (красного, зеленого, синего) расположены дополни­тельные к ним (голубой, пурпурный, желтый).

Рис. 157. Схема цветового треугольника с парами взаимно дополнительных цветов

При субъективной оценке цветового контраста по атласам ис­пользуют следующие правила цветоразличения. для усиления цветового контраста подбирают зону эффективного освещения до­полнительного цвета по отношению к окраске усиливаемой детали; ослабление цветового контраста осуществляют подбором зоны эффективного освещения того же цвета, что и цвет ослабляемой детали; для разделения двух близких по окраске деталей зона эф­фективного освещения должна быть дополнительного цвета к ок­раске одной из них и одновременно близка по цвету к другой.

Более точно спектральные свойства объекта оценивают по цве­товому графику, принятому в Международной колориметрической системе (МКС). Он позволяет выражать цветовые оттенки объекта через доминирующую длину волны монохроматического излучения, соответствующего их цветовому тону (рис. 158).

0.1

400 0.3 0,4 0 5 0.6 07 X

Рис. 158. Цветовой график в Международной колориметрической системе (МКС)

Криволинейную часть графика образуют цветовые тона излуче­ний видимого спектра от 400 до 700 нм, а прямолинейную — не­спектральные пурпурные тона, получаемые смешением излучений 400 и 700 нм в различных пропорциях. Насыщенность цветовых тонов снижается к центру графика — области белых цветов. Зону эффективного освещения подбирают, сравнивая цветовые оттенки объекта с эталонными внутри графика. Необходимую для цвето-различения область спектра устанавливают, проводя прямую ли­нию через участок, равноценный по цветовому тону и насыщенно­сти детали объекта (К), и центр графика (область белых цветов — точка Е) до пересечения с кривой (прямой) графика. Точки пересе­чения (М и N) дают области эффективного освещения для ослабле­ния цветового контраста с одной стороны и его усиления — с другой.

Средства выделения зоны эффективного освещения. Изме­нение цветового контраста осуществляется тем успешнее, чем бо­лее узкая зона эффективного освещения используется для цвето-различительной съемки. Из спектра излучения источников ее выделяют посредством спектральных приборов, светофильтров, фотоматериалов, чувствительных к определенной части спектра, а также с помощью источников света, дающих линейчатый спектр, например, линии"ртути: 404, 436, 491, 546, 578, 691 нм.

Наиболее узкие участки спектра «вырезаются» спектральными приборами — монохроматорами, однако они создают невысокую освещенность, а размеры освещаемых участков объекта очень ма­лы (рис. 159).