Типичная история: человек решил снимать короткие ролики для своего дела, купил кольцевую лампу и штатив, поставил телефон в двух метрах, записал первый дубль. Картинка вроде резкая, лицо освещено, а ролик всё равно выглядит дёшево. Голос гулкий, как из пустой комнаты, на заднем плане по стене иногда ползут тёмные полосы, а в тенях каша.

Когда решаешь снимать короткие ролики для своего дела

Автор: Партнёриум

Ни одна из этих проблем не решается покупкой лампы помощнее или телефона подороже. Все три — физика, и её можно посчитать на салфетке. Ниже разбор по порядку важности, потому что порядок здесь неочевидный: сначала звук, потом выдержка, и только потом свет.

Это не вкусовщина, а измеренный эффект. В 2018 году Эрин Ньюман и Норберт Шварц опубликовали в журнале Science Communication работу «Good Sound, Good Research». Участникам давали одни и те же записи — выступления учёных на конференциях и радиоинтервью, — отличалось только качество звука. Записи с плохим звуком оценивались ниже, причём не только сами по себе: слушатели считали и исследования менее важными, и самих исследователей менее компетентными. Картинка при этом не менялась.

Для короткого ролика вывод прямой: зритель простит телефонную камеру, но гулкий звук прочитает как непрофессионализм говорящего. Поэтому первое, что стоит проверить, это расстояние от рта до микрофона.

В свободном поле уровень прямого звука падает на 6 дБ при каждом удвоении расстояния. Если телефон стоит в двух метрах, а не в полуметре, расстояние больше в 4 раза, и прямой звук голоса тише на 20·lg(4) ≈ 12 дБ. Отражённый звук комнаты, наоборот, распределён по помещению примерно равномерно и от положения телефона почти не зависит. Значит, соотношение «голос к эху» ухудшается те же 12 дБ.

Уже в метре от говорящего телефон слышит больше комнаты, чем голоса

Автор: Партнёриум

Есть способ понять, где проходит граница. В справочнике Эвереста и Полмана приводится критическое расстояние, на котором прямой и отражённый звук равны: Dc ≈ 0,057·√(Q·V/RT60), где V — объём комнаты в кубометрах, RT60 — время реверберации, Q — направленность источника. Для обычной комнаты 3x4 метра с потолком 2,7 метра объём около 32 м³; если RT60 примерно полсекунды, а для голоса взять Q ≈ 2, получается 0,057·√(2·32/0,5) ≈ 0,65 м.

То есть уже в метре от говорящего телефон слышит больше комнаты, чем голоса. В двух метрах он записывает в основном эхо, и никакое шумоподавление не вернёт голосу ту часть, которой в сигнале изначально мало. Петличный микрофон на груди, примерно в 20 сантиметрах ото рта, по сравнению с телефоном в двух метрах выигрывает 20·lg(10) = 20 дБ прямого звука. Это больше, чем даёт любая обработка.

Отсюда практическое следствие, которое противоречит интуиции: беспроводная петличка за небольшие деньги улучшает ролик сильнее, чем смена телефона на флагман. А если петлички нет, ближний план с телефоном на расстоянии вытянутой руки звучит лучше общего плана со штатива.

Тёмные полосы, которые медленно ползут по кадру, почти всегда связаны с освещением, а не с камерой. Многие светодиодные и люминесцентные лампы питаются от сети переменного тока частотой 50 Гц и мерцают на удвоенной частоте, то есть 100 раз в секунду. Стандарт IEEE 1789-2015 описывает это мерцание подробно: глазу оно часто незаметно, а матрице с построчным считыванием прекрасно видно.

Период мерцания — 10 мс. Если выдержка кадра кратна этому периоду, каждая строка матрицы успевает собрать одинаковое число «вспышек», и полос нет. Выдержка 1/50 с — это 20 мс, ровно два периода. Выдержка 1/100 с — ровно один. А вот 1/60 с ≈ 16,7 мс — это 1,67 периода, и разные строки собирают разное количество света, отсюда и полосы.

Полосы на стене — это выдержка, не кратная периоду мерцания

Автор: Партнёриум

Значит, в России под обычными лампами стоит снимать с частотой 25 или 50 кадров в секунду и выдержкой 1/50 или 1/100. Это заодно совпадает с правилом 180 градусов из кинематографа: выдержка примерно равна половине интервала между кадрами, и движение выглядит естественно. Многие телефоны по умолчанию снимают 30 кадров в секунду, и автоматика выбирает выдержку под эту частоту. В ручном или «профессиональном» режиме это меняется одной настройкой.

С картинкой всё упирается в то, сколько света доходит до пикселя. Маленькая матрица телефона собирает мало фотонов, и главным источником шума становится дробовой шум. Как показано у Янесика, отношение сигнал/шум для него растёт как квадратный корень из числа собранных фотонов.

Расчёт простой: если лампу или себя переставить из двух метров от окна в метр, освещённость по закону обратных квадратов вырастает в 4 раза, а отношение сигнал/шум в √4 = 2 раза, это примерно 6 дБ. Обратный пример: камера в полутёмной комнате поднимает усиление, но усиление умножает и сигнал, и шум одинаково. Каши в тенях от этого не становится меньше, она просто становится ярче.

Поэтому дневной свет из окна сбоку часто даёт лучшую картинку, чем кольцевая лампа прямо перед лицом. Окно больше по площади, свет от него мягче, а фотонов попадает больше. Кольцевая лампа хороша как подсветка, когда окна нет или уже темно, но она не заменяет света в комнате вообще.

Цифры выше относятся к физике сигнала, и тут сомнений мало. Есть вещи, на которые у меня нет точного ответа, и о них честно сказать.

Работа Ньюман и Шварца проверяла записи выступлений на конференциях и радиоинтервью, а не вертикальные ролики по 30 секунд. Логично предположить, что зритель коротких видео так же чувствителен к звуку, но отдельного исследования именно по этому формату я не нашёл.

Современные телефоны активно обрабатывают звук: шумоподавление, выделение голоса, иногда нейросетевое. Насколько эта обработка у конкретной модели компенсирует плохое расстояние, зависит от модели, и общих измерений, сравнимых между производителями, в открытом доступе почти нет.

И последнее: время реверберации в комнате я взял типичное, около полусекунды. В пустой квартире с голыми стенами оно может быть заметно больше, и тогда критическое расстояние ещё меньше. Если у вас есть измерения RT60 обычных жилых комнат, было бы интересно сравнить их с этой оценкой в комментариях.