杨玉柱 陈维娜

(中国人民公安大学，北京 100038)

一、引言

“自动褪色魔术笔”是淘宝网上热卖的一种特制签名笔，其外形与普通签字笔无异，只是采用了特殊墨水。该墨水书写出来的字迹与普通签字笔没有差别，其原理是利用墨水的显色因子与空气中的氧发生氧化还原反应，当墨水中的显色因子被改变时便会消色。但是会因材质、温度、湿度、书写速度等差异在15分钟至3日内自然消失，肉眼在日光下观察看不出字迹。该笔主要用于纺织、手工艺等行业做记号，或用于学生字帖临摹、涂鸦等[注]① 周远萍，孙琼.自动褪色魔术笔书写字迹的检验[J].刑事技术,2012,(6).。但有一些犯罪嫌疑人利用“自动褪色魔术笔”的特殊性实施违法犯罪行为。在进行取证或物证光学检验时，褪色后的字迹用常规照相方法较难拍摄，但利用紫外光致发光照相技术可以清晰显现消褪字迹[注]① 周远萍，孙琼.自动褪色魔术笔书写字迹的检验[J].刑事技术,2012,(6).② 杨玉柱.刑事图像技术[M].北京：中国人民公安大学出版社,2007.。通过254nm短波紫外线光致发光照相技术对实验样品(图2所示)进行检验发现，只有白纸、黄纸和粉红纸张表面遗留的潜在字迹可以清晰显现，其他纸张表面遗留的潜在字迹无法显现；通过365nm长波紫外线光致发光照相技术对实验样品(图2所示)进行检验发现，只有黑色纸张表面遗留的潜在字迹无法显现，其他纸张表面遗留的潜在字迹均可以清晰显现。如果公安实践中遇到黑色纸张表面遗留的自动褪色魔术笔潜在字迹，或者在没有紫外线光源的情况下如何处理，这是当前实践办案中急需解决的难题。

近年来，由于激光器的小型化、便携式，使激光检验照相得到了飞速发展。用激光显现微弱的潜在痕迹具有下列突出优点：第一，激光亮度高，能使痕迹产生较强的荧光，便于观察和拍摄。第二，激光单色性好，能有效地激发痕迹中的某些物质，使其发出可见荧光或红外荧光，也有利于选择滤光器来滤掉激发光和背景杂散光，突出痕迹的发光。第三，对被检物可以不污染、不损坏，用其他方法失败后，还可以考虑用激光显现法来检测[注]② 杨玉柱.刑事图像技术[M].北京：中国人民公安大学出版社,2007.。目前在光学检验领域应用较多是445nm便携式激光生物检材搜索仪[注]③ 樊攀,高树辉,杨飞黄.激光显现纸张上潜在指印实验研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版),2014,(2).④ 杨飞黄，高树辉，侯雨石.利用445 nm激光检测指印固有荧光[J].刑事技术,2015,(4).，445nm蓝激光物证搜索仪[注]⑤ 杨晟,裴浩,李富海,张翼.445nm蓝激光在物证搜索上的应用研究[J].轻工科技,2017,(4).，蓝光445nm/绿光532nm双波段激光物证搜索仪[注]杨晟,张翼,李富海,韩瑞泽.蓝光445nm/绿光532nm双波段激光物证搜索仪[J].甘肃科技,2017,(2).，便携式双波长消荧光拉曼光谱检测系统[注]牟涛涛,熊胜军,赵喜,袁丁,夏征.便携式双波长消荧光拉曼光谱检测系统:中国,201521113688.0[P].2016-09-28.，便携式激光物证搜索发现仪[注]王斌,曾文.便携式激光物证搜索发现仪:中国,201520297398.X[P].2015-10-14.[注]王斌,曾文.便携式激光物证搜索发现仪:中国,201510232997.8[P].2015-09-16.，一种537nm和556nm双波长激光器[注]于浩海,陈丽娟,王正平,张怀金,王继扬.一种537nm和556nm双波长激光器:中国,201110087327.3[P].2011-09-14.，一种朱墨时序激光检验仪[注]方邡,路巍.一种朱墨时序激光检验仪:中国,201520605982.7[P].2015-12-23.，这些小型的便携式激光光源，在现场勘查和物证检验中，可以有效地发现和检验汗液、油脂指印，血足迹，精斑、血液、人体分泌物等微量生物物证以及提取痕量DNA，其主要方法就是用激光作光源进行激光光致发光照相。

自动褪色魔术笔墨水的配方是厂家最核心的商业秘密，但基本上都会用酒精和其他易挥发的化学物质，潜在字迹虽然肉眼不可见，然而组成字迹的某些化学物质会残留在纸张纤维中。这些残留的化学物质可能会产生光致发光现象。根据斯托克斯定律，即发光的波长永远长于激发辐射的波长，纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹，在445nm激光的辐射下，可能产生大于450nm的可见荧光。这为纸张表面遗留潜在自动褪色魔术笔字迹的激光检验提供了理论基础。本文使用445nm便携式激光生物检材搜索仪做光源，通过改变光照角度、光照距离和曝光量，对9种色调纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹进行检验，证明激光检验方法是可行的。

二、实验工作

(一)仪器

尼康数码照相机机身(Nikon-D800)；尼康微距镜头(AF Micro Nikkor 60mm f/2.8 D)；肯高黄色数码滤光镜(Kenko·Yellow Digital Filter)；445nm便携式激光生物检材搜索仪；翻拍架。

(二)样品

从国内市场上采购定量为70g/m2，纸幅规格为A4(297mm×210mm)的白色、淡紫色、红色、绿色、蓝色、黄色、粉红色、橙黄色等8种打印纸和120g/m2，纸幅规格为A4(297mm×210mm)的黑卡纸，共9种单一色调纸张。取上述9种各色纸张各1张，用切纸刀分别切成60mm×70mm长方形若干个小块。分别取一小块按照从左到右，从上到下的顺序粘贴在一张A4的白色打印纸上，然后在每一小块的纸张下边缘贴上不干胶物证比例尺。用练字帖专用自动褪色魔术笔(实验中魔术笔的墨水颜色为蓝色)在上述9种单一色调纸张表面书写字迹，制作成9个自动褪色魔术笔字迹的样品，只有黑色纸张表面的字迹不可见，其余纸张表面的字迹均清晰可见(如图1所示)。将该样品在自然条件下放置10天后，纸张表面所有字迹完全消失，形成潜在的自动褪色魔术笔字迹，完成实验样品的制作(如图2所示)。

图1 书写完1小时的字迹效果

图2 书写完10天的字迹效果

(三)方法及工作条件

将待检实验样品置于翻拍架翻拍台上，带有微距镜头的尼康数码照相机装在翻拍架上，镜头光轴垂直于实验样品表面，并将黄色数码滤光镜装在微距镜头上。在可见光下，上下升降照相机，使实验样品中的某个单一色调纸张充满取景器画面。将比例尺调焦清晰。拍照装置(如图3所示)。关闭所有灯光，在全黑、无杂光干扰的条件下，用445nm便携式激光生物检材搜索仪做光源，通过改变光照角度、光照距离和曝光量对实验样品中的9种色调纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹进行观察、拍照记录。

图3 拍照装置图

三、实验结果和讨论

(一)光照角度的影响

将445nm便携式激光生物检材搜索仪分别以15°、30°、45°和60°角(光照角度是指光源光线照射方向与照相机镜头光轴之间的夹角，以下同)对实验样品中的9种色调纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹进行照射并拍照记录，潜在自动褪色魔术笔字迹效果(如表1所示)。当光源以15°角照射时，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色、黄色、橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，白色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般；当光源以30°角照射时，白色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色、黄色、橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般；当光源以45°角照射时，白色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色、黄色、橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差；当光源以60°角照射时，所有颜色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果都较差。

表1 改变光照角度9种不同颜色纸张表面遗留潜在字迹实验效果

续 表

纸张颜色光照角度15°30°45°60°白色++++-淡紫色+++--红色+++--绿色+++--蓝色+++--黄色+++--粉红色++++-橙黄色+++--

注：“-”表示字迹效果较差；“+”表示字迹效果一般；“++”表示字迹效果最好

(二)光照距离的影响

将445nm便携式激光生物检材搜索仪，分别以20cm、25cm、30cm和40cm的距离，对实验样品中的9种色调纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹，进行照射并拍照记录，潜在自动褪色魔术笔字迹效果(如表2所示)。当光照距离为20cm时，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，白色和黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差；当光照距离为25cm时，黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，黑色、白色、淡紫色、红色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差；当光照距离为30cm时，白色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，黄色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差；当光照距离为40cm时，粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，白色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色、黄色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差。

表2 改变光照距离9种不同颜色纸张表面遗留潜在字迹实验效果

续 表

纸张颜色光照距离 单位:cm20253040绿色+++--蓝色+++--黄色++++-粉红色--+++橙黄色+++--

注：“-”表示字迹效果较差；“+”表示字迹效果一般；“++”表示字迹效果最好

(三)曝光量的影响

拍照时的基准曝光量：感光度为ASA3200、光圈系数值为F8、曝光时间为1/15S，上、下开大和缩小光圈级数对实验样品中的9种色调纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹进行拍照记录，潜在自动褪色魔术笔字迹效果(如表3所示)。当开大11级光圈时，粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，其他颜色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果均较差；当开大5级光圈时，白色、红色和黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，淡紫色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，黑色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差；当开大4级光圈时，淡紫色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，白色、红色和黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，黑色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差；当开大3级光圈时，淡紫色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果一般，黑色、白色、红色、黄色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果较差；当以基准曝光量进行曝光时，只有黑色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好，其他颜色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果均较差。

表3 改变曝光量9种不同颜色纸张表面遗留潜在字迹实验效果

续 表

纸张颜色基准曝光量:ASA3200;光圈系数为F8;曝光时间为1/15S+11+5+4+30绿色-++++-蓝色-++++-黄色-+++--粉红色++----橙黄色-++++-

注：“-”表示字迹效果较差；“+”表示字迹效果一般；“++”表示字迹效果最好

(四)9种色调纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件

1.黑色纸张。通过实验发现，黑色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角、光照距离20cm、曝光量为实验的基准曝光量，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

2.白色纸张。通过实验发现，白色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度30°角、光照距离30cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大5级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

3.淡紫色纸张。通过实验发现，淡紫色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角、光照距离20cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大4级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

4.红色纸张。通过实验发现，红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角、光照距离20cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大5级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

5.绿色纸张。通过实验发现，绿色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角、光照距离20cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大4级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

6.蓝色纸张。通过实验发现，蓝色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角、光照距离20cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大4级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

7.黄色纸张。通过实验发现，黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角、光照距离25cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大5级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

8.粉红色纸张。通过实验发现，粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度30°角、光照距离40cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大11级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

图4 激光检验的字迹效果

9.橙黄色纸张。通过实验发现，橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角、光照距离20cm、曝光量是在实验基准曝光量的基础上开大4级光圈，拍照效果(如图4所示)，潜在字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

(五)改变光照角度、光照距离和曝光量影响潜在字迹显现效果的原因分析

1.改变光照角度影响潜在字迹显现效果的原因分析。通过实验结果发现，光照角度主要控制在15°-30°角字迹显现效果较好。因为445nm激光为蓝色光，照射到9种颜色纸张表面时，根据光的加减色效应，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色、黄色和橙黄色等7种纸张变为深色调，白色和黄色纸张色调比其他7种色调略浅一些，符合光学检验技术中暗视场照明技术的配光角度10°-30°角的要求[注]杨玉柱.刑事图像技术[M].北京：中国人民公安大学出版社,2007.。

2.改变光照距离影响潜在字迹显现效果的原因分析。光照距离影响445nm便携式激光生物检材搜索仪发出光束圆形光斑的大小，进而影响光斑的亮度。在445nm蓝色激光的照射下，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色和橙黄色6种纸张色调最暗、反射光亮度最弱，黄色和白色纸张色调较亮、反射光亮度较强，粉红色纸张色调最亮、反射光亮度最强，所以改变光照距离，才能保证潜在字迹的显现效果。

3.改变曝光量影响潜在字迹显现效果的原因分析。实验中拍照物距相同，照相机感光度设定相同，因不同颜色纸张对蓝色445nm激光的吸收和反射能力不同，潜在字迹的荧光强度不同，所以改变曝光量，才能保证潜在字迹的显现效果。

四、结论

利用445nm便携式激光生物检材搜索仪可以有效地检验出常见各种颜色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹，字迹检验效果受光照角度、光照距离和曝光量的影响。

(一)当光照角度在15°角时，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色、黄色、橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好；当光照角度在30°角时，白色和粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好。

(二)当光照距离为20cm时，黑色、淡紫色、红色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好；当光照距离为25cm时，黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好；当光照距离为30cm时，白色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好；当光照距离为40cm时，粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好。

(三)当开大11级光圈时，粉红色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好；当开大5级光圈时，白色、红色和黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好；当开大4级光圈时，淡紫色、绿色、蓝色和橙黄色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好；当以基准曝光量进行曝光时，只有黑色纸张表面遗留的潜在自动褪色魔术笔字迹效果最好。