Applicazione delle ricostruzioni grafiche tridimensionali
nell'analisi del crimine violento
di Marco Strano e Federico De Marco


Introduzione
Con l'aumento della potenza dei processori e della capacità delle memorie, la possibilità di elaborazione di immagini 3D si è resa possibile anche con macchine di dimensioni e costi contenuti.
Da qualche anno infatti prima in alcuni laboratori universitari e più di recente presso le forze di polizia, hanno cominciato a svolgersi esperimenti tendenti ad introdurre l'elaborazione tridimensionale di oggetti e di scenari, come supporto all'investigazione.
In particolare la scena del crimine violento, da sempre oggetto di attente rilevazioni video-fotografiche necessarie a "congelare" lo stato dei luoghi, viene adesso talvolta acquisita e trasformata in immagini digitali e poi "processata" con software "ricostruttivi" in 3D. L’ICAA (International Crime Analysis Association), che da sempre opera nell’ambito delle sperimentazioni su strumenti innovativi di supporto all’investigazione criminale, ha allestito presso la sua sede di Parma un piccolo laboratorio che sta effettuando esperimenti proprio in tal senso con l’obbiettivo, tra l’altro, di progettare un sistema efficace ma molto economico, (ICAA 3D Crime Scene Reconstruction System) adatto così a divenire dotazione anche di reparti investigativi non specialistici.

Le attività atte alla realizzazione grafica tridimensionale della scena, rientrano in un processo d’integrazione in grado di riprodurre virtualmente lo spazio in cui è avvenuto il crimine. Possiamo riassumere tale metodologia in tre fasi:

1. Acquisizione delle immagini e dei dati
2. L'elaborazione grafica delle immagini attraverso la realizzazione degli ambienti e degli oggetti grafici presenti al loro interno (armi, cadaveri, arredi, strutture architettoniche, persone ecc.) ;
3. La visione (la restituzione all'operatore) di scenari e di azioni.

L’acquisizione
Per quanto riguarda il primo punto le sperimentazioni vengono effettuate dall’equìpe dell’ICAA in alcuni casi con un sofisticato scanner dedicato (IQSun 880) in grado di acquisire le immagini inizialmente già in forma tridimensionale "misurando" oggetti e luoghi mentre li fotografano.
Contemporaneamente vengono effettuate misurazioni anche con una semplice macchina fotografica digitale del costo di un migliaio di euro attraverso una serie di scatti "incrociati" effettuati sulla scena del crimine dopo aver realizzato una speciale griglia di riferimento spaziale all'interno dell'ambiente da fotografare.
Questo metodo “alternativo” sta offrendo comunque risultati accettabili.
Le fotografie adatte al sistema di ricostruzione devono avere i seguenti requisiti:

1. scattate da angolazioni diverse;
2. che ritraggono la stessa scena;
3. che presentano punti riscontrabili sulle altre foto analizzate;

La focale dell’obiettivo con cui è stata scattata la fotografia deve inoltre essere conosciuta.
L’acquisizione delle informazioni relative alla scena (foto, video, rilevi planimetrici, rilievi scientifici) gioca quindi un ruolo fondamentale per far sì che poi la ricostruzione virtuale rispecchi la realtà.
In un contesto operativo reale la raccolta dei dati dovrebbe preferibilmente essere portata a termine tempestivamente e in maniera meticolosa, cogliendo sulla scena tutti gli elementi utili all’indagine.
Non tutti i rilievi possono infatti essere eseguiti o ripetuti a distanza di tempo, visto che lo scenario dove si è consumato il reato può subire delle alterazioni.
La realizzazione di filmati in 3D è però possibile anche in seguito (quando la realtà si è modificata) integrando la realtà attuale con elementi artificiali (riprodotti informaticamente) attraverso informazioni provenienti da diverse fonti (documenti, testimonianze, fotografie convenzionali, ecc.).

Elaborazione grafica
Partendo dai dati acquisiti (le immagini) l’operatore dovrà quindi riprodurre tridimensionalmente l’ambiente dove è avvenuto il crimine nonché gli oggetti presenti sulla scena, "facendo leva" sulle informazioni estrapolate dalle foto.
Sono presenti in commercio alcuni software che possono automatizzare questa procedura, in grado di ricavare dei semilavorati tridimensionali (partendo da immagini acquisite correttamente).
L’equipe utilizza in tal senso in contemporanea un pacchetto di programmi, alcuni commerciali altri free (Archicad 10, FloorPlan 3D, 3DMax9, Cinema 4D, Rhino 4, Maya 8, LightWave 3D, e Blender).
Una volta completata la realizzazione degli oggetti necessari per la ricostruzione, si potrà procedere alla fase d’integrazione, che risulta essere la più complicata.
Ora tutti le componenti grafiche prodotte singolarmente (muri, cadaveri, armi, arredi) vanno importate (bisogna scegliere i software che permettono l’importazione di diversi formati grafici) e collocate all’interno di uno spazio virtuale messo a disposizione dai programmi di grafica 3D e fatti interagire tra di loro utilizzando la “fisica criminale”. (balistica, l’esplosivistica e tutte le altre tecniche usate in criminalistica)
Se l’analisi non richiede animazioni particolari, perché dovrà rappresentare la scena del crimine in un determinato momento, bisognerà solo fare attenzione alla giusta collocazione degli oggetti (utilizzando le fotografie e i rilievi planimetrici) e alle forze che agiscono sui corpi statici (in molti casi è presente la sola forza di gravità).
Quando invece viene richiesta un’animazione complessa, ad esempio la simulazione di un’ipotesi investigativa, si devono conoscere tutte le dinamiche e le forze principali che concorrono nell’azione criminale, ricordando che la fine dell’animazione deve risultare compatibile con lo stato di ritrovamento della scena del crimine.
In entrambi i casi è possibile sorvolare ed entrare virtualmente nella scena del crimine nonché analizzare e riprodurre filmanti dell’ambiente ricostruito da diverse angolazioni facendo uso del renderig grafico.
Tale procedura richiede molto tempo di elaborazione per questo è necessario utilizzare computer con alte prestazioni, sia di memoria che di processori. Alcuni motori grafici (commerciali) possono essere utilizzati in grid ossia sfruttano la potenza di calcolo in parallelo di più computer messi in rete.

La visione del risultato
Per quanto riguarda infine la fruizione delle elaborazioni grafiche ottenute ciò è possibile direttamente sullo schermo di un normale PC o mediante videoproiezione oppure, se si vuole "entrare" maggiormente nella ricostruzione 3D, anche attraverso visori - occhiali tridimensionali (300-1500€).
Diverse applicazioni delle immagini e dei filmati tridimensionali nell'ambito delle indagini di polizia scientifica sono possibili.
Ad esempio la ricostruzione delle dinamiche criminali per esigenze criminalistiche, come la determinazione di traiettorie di proiettili e conseguente localizzazione della fonte di sparo, l'individuazione dell'area di inizio di un incendio doloso, l'analisi (senza possibilità per ora di comparazione probatoria) di impronte di scarpe e di pneumatici e molti altri impieghi.
Possibile anche l'analisi delle dinamiche criminali per esigenze medico-legali, come ad esempio la traiettoria o l'altezza di caduta di un corpo e la posizione di un aggressore al momento dell'omicidio a partire dalle lesioni riscontrate sul cadavere. Interessante ad esempio la ricostruzione della dinamica di un infanticidio avvenuto per annegamento della piccola vittima, realizzata interamente in filmato 3D dal criminal profiling LAB dell'ICAA (L'International Crime Analysis Association).

Interessante infine l'ausilio della grafica tridimensionale nelle attività di Criminal profiling dell'autore sconosciuto di un reato. Si tratta dell'impiego forse più innovativo delle ricostruzioni 3D la cui funzione in questo caso non è strettamente legata alle esigenze di misurazione della scena del crimine ma è diretta più che altro all'esigenza del profiler di potersi immedesimare nella mente dell'assassino per tentare di comprendere, dall'interno, le sue motivazioni e le sue logiche "riosservando" l'azione criminale.
La procedura di ricostruzione, quindi, aiuta l’investigatore nel navigare a ritroso tra le dinamiche del crimine avvenute in un contesto spaziale.
Per questo impiego l'equipe dell'ICAA sta testando un innovativo software (che si basa su tecnologie neural network), partendo dagli elementi oggettivi rinvenuti sulla scena del crimine (posizione del corpo, blood pattern analysis, tracce di lotta, oggetti spostati ecc.) per tentare una simulazione dell'azione che potrebbe aver provocato lo scenario rinvenuto dagli investigatori al momento del sopralluogo.
Partendo dalla scena del delitto e dagli elementi riscontrati su di essa si possono analizzare gli attimi precedenti al verificarsi del crimine, osservati anche "in soggettiva" da parte dell'assassino e della vittima e, grazie alla virtualizzazione dell’ambiente è possibile far interagire i vari elementi (arma, cadavere) allo scopo di studiare la fisica del delitto attraverso i tempi, lo spazio e le forze, tutti parametri che influenzano le azioni quotidiane.
La ricostruzione 3D iniziale della scena, può essere usata inoltre efficacemente durante la fase processuale per illustrare le dinamiche del reato.
Lo speciale software (3DR profiling) dedicato a questa innovativa applicazione è in corso di sviluppo da parte degli autori del presente articolo e sarà presentato (probabilmente negli USA) nel prossimo autunno.

Insomma, con poche migliaia di euro un moderno investigatore (con discrete competenze informatiche) è in grado di sfruttare appieno le nuove potenzialità della grafica tridimensionale "immergendosi" nella scena del crimine riprodotta artificialmente per l'occasione.
I software di ricostruzione, non sostituiscono ovviamente l’intuito e la conoscenza di un investigatore, ma fanno in modo che l’ipotesi investigativa (in caso di simulazione) esca dalla sua mente per trovare riscontro con i rilievi scientifici compiuti durante il sopralluogo.

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