Чтобы понять, насколько точно фотоаппараты способны запечетлевать действительность, стоит разобраться, каким образом фотоаппараты фиксируют изображение, какие ограничения возникают в процессе съемки и какие ограничения накладывает фототехника.

Как работает фотоаппарат?

Начнем по порядку. С устройства фотоаппарата. Всякий фотоаппарат должен иметь корпус, объектив и устройство для фиксации светового потока (фотопленка для пленочных фотоаппаратов или светочувствительная матрица для цифровых. Далее для простоты будем говорить о светочувствительной матрице или просто матрице, т.к. цифровая фотография все больше вытесняет из обихода простые пленочные фотоаппараты). Корпус защищает матрицу от попадания на нее пыли и постороннего света. Матрица фиксирует изображение, нарисованное на ней объективом. В самом простом случае объектив может состоять из одной линзы, хотя на практике чаще встречаются объективы состоящие из нескольких линз. В любом случае общие свойства объектива повторяют оптические свойства собирающей линзы. Наверное каждому известно, что с помощью собирающей линзы можно на экране (например листе бумаги) получить изображение любого светящегося или освещенного объекта. Для получения резкого изображения нужно найти правильное расстояние между линзой и экраном. Свойства собирающей линзы таковы, что лучи света, испускаемые светящейся точкой (а любой освещенный объект можно считать совокупностью светящихся точек) пересекутся за линзой в одной точке, и чем дальше будет светящаяся точка от линзы, тем ближе к главному фокусу пересекутся ее лучи. Подробнее о свойствах линз можно узнать на сайте wikipedia.org

Из этих незамысловатых правил вытекает, что абсолютно четко фотоаппарат может воспроизвести только плоский объект. В действительности же мы знаем, что на фотографиях четко могут получаться и объемные объекты. Почему это происходит? Все дело в особенностях нашего зрения. В действительности если светящаяся точка находится на таком расстоянии от объектива, что точка пересечения ее лучей за объективом не лежит в плоскости светочувствительной матрицы, то на самой матрице вместо точки получается кружок. Но если размеры этого кружка достаточно малы, то наш глаз не заметит разницы. И только когда кружки станут достаточно большими и станут многократно перекрываться кружками от соседних светящихся точек мы заметим, что изображение "замылилось", потеряло точность очертаний.

В связи с этим появляется такое понятие как глубина резкости. Т.е. это такая зона в пространстве, изображение которой на фотографии воспринимается нами как четкая. Для разных объективов и их текущих настроек глубина резкости разная. Она может начинаться в сантиметре от передней линзы объектива и иметь протяженность всего в несколько сантиметрах, а может начинаться в метре от объектива и охватывать пространство до самого горизонта. Более подробно о глубине резкости можно узнать из статей: глубина резко изображаемого пространства и пятно нерезкости

Для наглядной демонстрации эффекта глубины резкости и размытия объектов вне глубины резкости я построил простенькую сцену состоящую из двух белых листов бумаги и трех булавок с цветными головками. Фотоаппарат размещался справа.

И вот что получилось:

фото №1	При съемке этой фотографии фотоаппарат был сфокусирован на ближайшей булавке с красной головкой. Булавка с бирюзовой и зеленой головкой оказались вне резко отображаемого пространства, самая дальняя булавка настолько размыта, что почти не видна.
фото №2	Эта фотография делась с той же точки, при том же фокусном расстоянии объектива, но фокусировка производилась на самую дальнюю булавку. Наиболее размытой оказалась ближняя к нам булавка с красной головкой
фото №3	Это изображение является монтажом. На фотографию №2 было наложено изображение булавки с красной головкой с фотографии №1. Очень хорошо видно, что ширина нечеткого изображения в десяток с лишним раз больше чем исходный объект. Не трудно заметить, что ширина ореола размытия не зависит от размеров самого объекта. Объект будто обведен толстой линией. На самом деле так и есть, ведь ширина объекта с каждой стороны увеличивается на радиус пятна нерезкости (подробнее см. по ссылке выше)

 Плазмойды

Итак, перейдем от теории к практике. На самом деле Интернет пестрит фотографиями с плазмойдами. В одних местах на них делают акцент, признавая в них духов, призраков или души людей, в других местах не замечают вовсе, интересуясь в основном людьми, изображенных на таких фотографиях. Так получилось, что впервые рассмотреть плазмойды мне довелось на своих собственных фотографиях с новогоднего корпоративчика. До этого я лишь слышал о них. Не скрою, что я был сильно удивлен. И первое предположение о их природе у меня было именно мистическое, но рациональное во мне не хотело сдавать свои позиции и скоро разгадка была найдена. Потом я видел множество фоток с плазмойдами и все их объединяет одно - они сделаны с применением вспышки. Многие из них сделаны в душных помещениях. И это ключ к разгадке тайны появления плазмойдов.

Как отмечалось выше, объекты съемки, не попавшие в резко отображаемое пространство теряют резкость очертаний, каждая точка поверхности такого объекта отбрасывает на матрицу кружок (пятно нерезкости), который почти полностью перекрывается кругами от соседних точек. Чем дальше объект находится от резко изображаемого пространства, тем больше становятся кружки от таких объектов.

Все знают, что в воздухе всегда содержится влага и пыль, иногда влага конденсируется в маленькие капельки воды, удерживаемые от падения на пол воздушными потоками. Обычно мы их не замечаем из-за их малого размера, но все меняется когда такая пылинка оказывается вблизи  объектива в момент съемки со вспышкой. Очень яркий поток света от вспышки фотоаппарата заставляет пылинку или капельку блестеть, а поскольку такая частичка находится очень близко к объективу, то ее изображение оказывается сильно расфокусировано (см. булавку с красной головкой на фото №2). В итоге на фотографии мы видим прекрасный белесый полупрозрачный шарик как на фотографии выше.

Тут может появиться совершенно резонный вопрос: "А почему мы не видим такие вспышки во время съемки?" На самом деле на него легко ответить. Все дело в особенности нашего зрения. Во-первых, свечение частички в воздухе намного слабее яркости вспышки фотоаппарата. Он нас просто ослепляет. Во-вторых, основная часть светового импульса вспышки укладывается в одну тысячную долю секунды в то время как событие в одну двадцать пятую часть секунды уже не воспринимается нами осознанно (помните истории про двадцать пятый кадр).

Придя к таким выводам я решил поставить эксперимент. Вооружившись фотоаппаратом и пульверизатором с водой я направился в ванну, где пристроив пульверизатор к поближе к объективу начал делать снимки

На этом снимке можно проследить за распространение брызг от распылителя. У самого края кадра самые близкие к объективу капли превратились в светящиеся шарики, тогда как более удаленные брызги уже попадают в область резко отображаемого пространства и выглядят как яркие точки.

А это фрагмент с другой фотографии позволяет подробней рассмотреть получившиеся плазмойды. Так же как и у "натуральных" плазмойдов у полученных в результате эксперимента наблюдается более яркая полоска ближе к кромке и более тусклая серединка.

Сравнивая фотографии с плазмойдами, сделанными разными фотоаппаратами я заметил, что на одном и том же фотоаппарате они очень похожи, в то время как между плазмойдами, заснятыми разными фотоаппаратами можно увидеть ощутимую разницу. Они могут иметь разное количество слоев (более ярких колец) и различный внутренний узор. Особенно хорошо это заметно на крупных образцах. Я обратил внимание на тот факт, что чем дешевле фотоаппарат и проще его объектив, тем красочнее получаются плазмойды. Попробовав повторить выше описанный опыт с распылителем на достаточно дорогом зеркальном фотоаппарате я получил лишь ровные белые кружки. 

Вот еще несколько свежих и более красочных примеров (щелкните мышкой по изображению, чтобы просмотреть всю фотографию)

Капельки воды из распылителя

Кристаллики сахара

Мелко растертая дафния (распространенный корм для аквариумных рыб)