引言
早在上世纪初 [1]，传统的犯罪武器鉴识方法就已经非常成熟。这种方法需要鉴识类别特征，即在调查过程中可从武器上找到的、衍生于某些类别武器的设计因素的宏观痕迹 [2,3]。
通常使用光学仪器来检测那些能够指示犯罪所用武器类型的痕迹。首先在体视显微镜下初步鉴识获取放大图像的三维视图的部位 [4] ，然后通过比对显微镜对痕迹进行比较，用被缴获的疑似用于攻击的武器或能够产生与证据上类似痕迹的武器进行射击获得参考样本，利用比对显微镜来比较所发现的特征与参考样本上的同源痕迹。
如果各类型的类别特征都匹配，鉴定人员将继续比较个别特征，即因随机缺陷或不规则性而产生的微痕迹。这些缺陷或不规则性就是枪支与弹药接触部分的特征，也是多种因素共同作用的结果，例如枪支磨损、不正确的维护、射击弹药的类型等等 [5-7]。
比较个别特征时，法医鉴定人员会寻找证据上存在的重复性痕迹。这些痕迹应当出现在相同的位置、有着相同的形状并且能够在参考样本上使用相同的成像参数进行检测 [7,8]。通常认为这一光学过程更具有定性，武器鉴定人员据此可以了解两个普遍被问到的问题：比如所使用的枪支类型（制造商和型号）以及实际上是否使用了所调查的特定枪支 [3,9]。但在这一过程中并不能获得有关射击模式的更多信息，例如，在必须要区分谋杀、自杀或意外走火时，也不能据此重建相互矛盾的事件（例如未遂谋杀和意外走火），尤其是在没有目击者陈述的情况下。在形貌分析中可推断出客观的数据，法医鉴定人员可使用这些数据来进一步开展痕迹（武器的类别特征和唯一性）研究，并且在一定的条件下通过研究不同射击条件和环境所产生的表面形态和弹药压痕深度的变化，据此重建犯罪事件 [10]，否则很难呈现给陪审团。
目前已有多种方法用于测量表面形貌。如ISO 25178 [11,12]标准所述，首先可以将这些方法分为3类——线性分析法、表面形貌法和区域整合法。本文重点介绍了线性分析法和表面形貌法。采用这两种方法时，都可以采用高横向分辨率探测表面高度来获取分别用数学表示为z（x）或z（x，y）的表面轮廓或形貌图像。区域整合法目前尚未用于枪支的研究或鉴识。采用该方法时，一次探测整个区域，据此估计单个区域表面纹理的单个度量 [11,12]。
精确的形貌测量让定量分析枪支鉴识证据成为了可能。最终，弹道鉴识可能会从定性的图像比较演变为定量的形貌测量 [13,14]。
方法
武器
在本实验中，使用了3种类型的0.357麦格农口径左轮手枪，枪管长度6英寸（15.2cm）。其中两把手枪的撞针内置在击锤中，另一把左轮手枪上的撞针和击锤分开（称为惯性撞针）。
弹药
使用的弹药为菲奥基（Fiocchi）型TCCP，0.357麦格农口径，批号5904005-005，子弹质量158谷（gr）。研究时精确地保持了弹头厚度、成分和硬度等弹药特征的一致性。这些特征对底火帽的扁度及撞针压痕的结构和深度有着重大的影响[15]。
射击弹药
将左轮手枪的子弹制成了塞满棉花的迴旋弹壳。每把左轮手枪的弹巢枪膛保持不变，但射击过程中左轮手枪的方向以三种方式变化：垂直向下、垂直向上和水平。垂直是指射击后子弹垂直于地面（朝向地面（向下）或远离地面（向上））行进；水平是指子弹平行于地面（在地面上方基本上保持恒定的高度）行进。
形貌数据
使用了徕卡显微系统的FS C 机动取证 比对显微镜分别从射击和未射击弹药的子弹底火中获取了图像数据。形貌图像数据是在多焦点成像（也称扩展景深（EDOF））模式下获取的。使用了徕卡图 表面成像和计量软件显示和分析三维形貌数据。
结果
子弹底火形貌分析
未射击弹药
必须对未射击子弹进行初步分析，以排除底火帽的固有凸起或弹壳配合不当的情况，据此推测敲击压痕深度 [15]。在分析的弹药上没有发现任何此类不规则处。可根据未射击的弹药底火表面的外形轮廓（参见图1）确定射击后撞针压痕深度。另外，必须研究武器独一无二的特征，例如撞针孔痕迹（参见图2）。
图2：武器1后膛面显微图。红色箭头指示撞针孔痕迹，这也是该武器独一无二的特征。底火帽中的金属向后流入撞针孔而产生了这种痕迹 [16].
必须注意，这项研究的结果并不能改变“无论射击时武器的位置如何，左轮手枪撞针都会在底火上留下独特痕迹”这一结论。
在图4中，从形貌上突出显示了在不同射击条件下鉴识到的、所有子弹样品反复呈现的形态学特征。这一方面涉及到撞针压痕不同的顶点形态，这些顶点形态与不同的撞针方向相关，本研究中对此等因素进行研究。
如形貌图所示，向下射击（参见图4A）时，撞针压痕的顶点更宽且更平坦。可以认为，这个顶点与在水平和垂直方向（参见图4B和C）具有相似宽度的射击的顶点不同。需进一步调查以评估这种异常是否与特定的事件存在实际相关，例如针对不同射击位置的情况。
