如何在游戏中模拟多普勒效果？

我正在尝试在游戏（赛车游戏）中模拟多普勒效果。我没有使用模拟声音效果的特定声音库，只有混合数据的回调函数。

我已经弄清楚了如何在混频器功能中更改采样频率。

我不知道，根据玩家和发射器的位置和速度，频率应该改变多少。

这是我在游戏中所拥有的：

//player 
vec3 p.pos; 
vec3 p.vel;

//emitter 
vec3 e.pos;
vec3 e.vel;

1）根据维基百科，发射频率与观测频率之间的关系为：

float f = (c + vr) / (c + vs) * fo

其中c为常数，介质（通常为大数）中的速度 vs和vr是相对于介质的源和接收器速度。

所以我猜：

float vr = p.vel.length; //player speed 
float vs = e.vel.length; //emitter speed

但是我认为这是错误的，它不会产生任何频率变化，例如：如果vr = 0（玩家不移动）并且发射器具有恒定速度，则vr并且vs不会变化（尽管它们应该）。

也许我应该相对于发射器的速度来计算玩家的速度？

像这样 ：

relative_speed = distance(p.pos + p.vel, e.pos + e.vel) -
distance(p.pos, e.pos);

那么如何vr和vs应喂？

2）维基百科还提供了另一个公式来模拟观察者通过的车辆的效果：

vr = vs * cos(theta);

//theta is angle between observer and emitter
//theta = atan2(e.pos.y-p.pos.y, e.pos.x-p.pos.x); ?

但是，此公式假定接收器不移动，在此情况并非如此。如果播放器和发射器以相同的速度（或小的差异）移动，则不应有多普勒效应。此功能还特定于一种情况，我想最终公式应该相同而不管这种情况。

编辑：我正在尝试使用SkimFlux post找到正确的公式：

vr,r = vr.vel * cos(shortest_angle_between ( vr.vel , vs.pos - vr.pos)); 
vs,r = vs.vel * cos(shortest_angle_between ( vs.vel , vr.pos - vs.pos)); 

//is there a easier/faster way to find them out ? 
//note: vr.vel and vs.vel are vectors, the green and red arrows on SkimFlux picture. 

编辑2：

对于那些感兴趣的人，这里是最终公式：

vec2 dist = vs.pos - vr.pos;

vr,r = dotproduct(vr.vel, dist) / length(dist)
vs,r = dotproduct(vs.vel, dist) / length(dist)

注意：它使用矢量投影，在这里描述：

然后vr,s，vs,r应将其插入第一个维基百科公式：

我对其进行了测试，并成功运行了，并提供了不错的结果。

1）假设两个对象都在同一行上移动-（这在您链接的Wikipedia页面中进行了说明），您的结论是正确的，在这种情况下，如果速度恒定，则频移恒定。为了使频移改变，相对速度需要改变，因此公式2）对于Vs恒定但与SR轴不共线的情况。

但是，公式2）具有误导性：Vr应理解为Vs,r，即源速度的径向/相对分量。

请注意，多普勒效应仅取决于速度，您只需要找到SR轴的位置即可。

编辑：这应该可以帮助您确定速度，您需要使用Vs,r和Vr,r数量与公式1：

对于XACT，应指定多普勒音调标量变量，即相对速度，其中1.0是相同速度，但<1.0较慢，而> 1.0则较快

谢谢大家提供的代码，我已将其转移到此C＃代码中，其中在屏幕位置和提示之间计算声音。精确地工作

soundElements.ForEach(e =>
            {
                var cuePosition = new Vector3(e.PhysicPosition, 0);
                var distance = cuePosition - ScreenCenter;
                var distanceLength = distance.Length();
                e.Cue.SetVariable("Distance", distanceLength);
                var dopplerPitchScalar = 1.0f;
                if (e.AssociatedBody != null)
                {
                    ///gamedev/23583/how-do-i-simulate-a-doppler-effect-in-a-game
                    var screenVelocity = Vector3.Dot(ScreenVelocity, distance) / distanceLength;
                    var cueVelocity = Vector3.Dot(new Vector3(e.AssociatedBody.LinearVelocity, 0), distance) / distanceLength;
                    var relativeVelocity = screenVelocity - cueVelocity;
                    dopplerPitchScalar = (1f + relativeVelocity / SoundEffect.SpeedOfSound) / (1f - relativeVelocity / SoundEffect.SpeedOfSound);
                    //Console.WriteLine($"C: {ScreenCenter}, V: {ScreenVelocity}, D: {dopplerPitchScalar}");
                }
                e.Cue.SetVariable("DopplerPitchScalar", dopplerPitchScalar);
            });

顺便说一句。