JMF系统介绍

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一.简介
1.1JMF 体系结构简介

在开发JMF 应用程序之前要完全理解JMF 的体系架构、接口和类。就拿我们的家用摄像机系统作个例子。首先用摄像机拍摄内容，拍摄下来的内容录制在DV带中。DV带可以放在放像机里播放、放像机提供视频信号给电视机，提供音频信号给音箱，这样我们就可以在电视机上看到画面，从音箱里听到声音。JMF API 提供的也是同样的模型。

JMF 提供的模型可大致分为七类

* 数据源（Data source）
* 截取设备（Capture Device，包括视频和音频截取设备）
* 播放器（Player）
* 处理器（Processor）
* 数据池（DataSink）
* 数据格式（Format）
* 管理器（Manager）

1.2 如何应用JMF捕获媒体数据

可以应用JMF从摄像头和麦克风中采集数据，采集后的数据可以被处理、保存、渲染为以后应用。

捕获媒体数据需要做以下工作。1.定位所需要用的捕获设备，可以通过查询CaptureDeviceManager来定位。2.获取这个捕获设备的信息CaptureDeviceInfo对象。3.从CaptureDeviceInfo对象中获取捕获设备的位置Medialocator。4.利用MediaLocator创建DataSource。5.使用DataSource创建Player或是Processor。6.然后启动Player就开始了媒体的捕获。

如果只是想观看捕获的内容，只需要使用捕获数据源创建播放器Player即可。如果想把捕获的数据发送到网络或者保存起来，就需要创建处理器Processor。

可以从CaptureDeviceManager中获取捕获设备的信息。CaptureDeviceManager是可在JMF中使用的全部捕获设备的注册中心。可以通过调用CaptureDeviceManager的getDeviceList方法获取可用的捕获设备列表。

每个捕获设备都由CaptureDeviceInfo对象代表，要获取一个特定的设备只需要调用CaptureDeviceManager的getDevice方法。

从特定的设备捕获媒体数据，需要从它的CaptureDeviceInfo对象中获取这个设备的位置信息MediaLocator。可以用MediaLocator直接构建一个Player或者Processor。还可以用MediaLocator构建一个DataSource作为Player的输入。当Play开始的播放的时候，就开始捕获过程。

一个捕获设备通常有一系列属性可以进行配置。通常控制分为2种，一种是端口控制PortControl，另一种是监视MonitorControl。可以通过调用捕获DataSource的getControl方法，来获取这两种控制对象。

和其他的控制对象一样，对于PortControl或者MonitorControl都可以通过调用getControlCompent方法来得到它们的可视化组件。这些组件可以添加到Applet中或者应用程序中，这样用户可以和这些控制对象交互。

处理显示控制组件，还可以显示标准的Player控制组件。

1.3如何使用RTP接收和发送流媒体数据

JMF Player 和 Processor 可以提供显示、获取、转换RTP 数据流的机制。

可以按照标准的方式通过Manger为RTP数据流创建Player。使用包含RTP Session的MediaLocator作为参数，调用Manager的createPlayer(MediaLocator)来创建Player。也可以用某个接收数据流的DataSource作为参数来创建Player。

如果用MediaLocator作为参数来创建Player, Player 只会显示Session中检测到的第一个RTP 数据流。如果想播放Session中的所有视频流，则需要调用SessionManager为每个接收数据流创建一个Player。

当使用MediaLocator为RTP Session 创建Player，Manager为Session中的第一个数据流创建Player。当检测到数据时，Player发出RealizeCompleteEvent。

通过监听RealizeCompleteEvent,可以确定数据是否到了以及Player是否可以播放任何数据。一旦Player发出这个事件，就可以获取Player的可视组件和控制组件。

要注意的是，如果在没有检测到Session中数据时，Player 是不会结束Realizing状态的。对于Rtp 媒体流Player 不能试图调用Manager的CreateRealizedPlayer。如果调用，会引起死锁。

1.4如何在网络发送流媒体数据

在发送RTP数据流之前，需要应用Processor产生RTP编码的数据源。通过构建一个SessionManager或者是DataSink来控制传输过程。

Processor处理器的输入可以是现有的媒体文件，也可以是实时捕获的数据。对于现有的媒体数据，可以使用MediaLocaotr来代表媒体文件。并根据MediaLocator来创建Processor。对于捕获的媒体数据，一个捕获数据源Capture DataSource 会用作Processor的输入。

有两种方式来发送RTP数据流，一种是用MediaLocator作为RTP session的参数，调用Manager的createDataSink方法来创建一个RTP DataSink。另一种方式是利用session manager 来创建发送数据流，并控制传输过程。

当利用MediaLocator来构建RTP DataSink的时候，你只能发送DataSource中的第一个数据流。如果需要在一个进程中发送多个RTP数据流或者需要监控进程的统计状态，就需要直接使用SessionManager。

无论采用哪种方式传输RTP数据流，都需要做如下工作：

1、使用DataSource创建Processor,这个DataSource代表你要传输的数据
2、设置Processor的输出为RTP 编码的数据
3、取得Processor的输出作为DataSource


二.具体的试验-应用JMF开发视频应用
2.1配置开发环境

需要J2SDK，JRE1.42, JMF Windows Performance Pack,JMF 的 下载地址：http://java.sun.com/products/java-media/jmf/2.1.1/setup.html 针对WINDOWS 用户，可下载Windows Performance Pack。只有安装Windows Performance Pack才支持视频、音频捕获。下载后会自动安装，自动配置路径。安装后需去测试一下是否安装成功。测试地址：http://java.sun.com/products/java-media/jmf/2.1.1/jmfdiagnostics.html

2.2用APPLET在浏览器中播放视频短片

在浏览器中实现APPLET 视频播放中用到了两个基本概念 manager ,和player。JMF APPLET 是播放视频文件的过程是这样的。首先,提供媒体文件的位置作为创建PLAYER的参数。Player创建后会根据媒体文件的格式寻找解码器，并且进行初始化。然后为PLAYER 添加一个ControllerListener，用来监听PLAYER的状态。通过监听player 的状态采取不同的措施。在Player 发出RealizeCompleteEvent的时候，可以获取player 的VisualComponent 宽度，高度，VisualControllpane的宽度，高度。最后一步调用player的start方法，就可以显示媒体文件的内容了。如果不使用PLUGIN，JMF 只支持标准的AVI,MOV,WAV 文件。对于流行的MPEG4视频文件，MP3并不支持。通过安装解码器，可以播放这些文件。

2.3采集摄像头数据

采集摄像头数据，需要两步工作。连接视频设备，然后获取视频设备的数据。视频，音频设备在Jmf Performance Pack 安装时会在JMF Registry中注册自己的设备名。需要连接摄像头时，可以通过查找摄像头的设备名来连接摄像头。具体的实现步骤，首先要得到Device的名字，有两种方法可以办到，

方法一

通过菜单，把系统支持的Device都列出来，根据客户的选择来确定。

方法二


用程序来判断。在第二种方法中，通过传递一个Format 对象到CaptureDeviceManager的getDeviceList 方法中，获得Device的名字。得到Device 的名字以后，可以获得CaptureDeviceInfo，从而得到MediaLocator。第一部分连接摄像头的工作就完成了。下一步工作是捕获摄像头视频，并显示出来。有视频设备构成的数据源可分为2种，例如照相机这种设备，属于Pull DataSource,用的时候才使用。类似于摄像头这种设备构成的数据源属于Push Datasource,源源不断的发送视频数据。以获取的MediaLocator 作为参数构建Player,就可以播放摄像头内容了。

2.4获取摄像头视频数据和麦克风音频数据

基本步骤是首先获取视频、音频捕获设备的信息，然后再根据取得的设备信息确定设备的位置。找到设备的位置以后,调用Manager的CreatePlayer方法创建Player，当Player开始播放的时候，就开始了捕获的过程。

有多种方法获得捕获设备信息，可以通过查询指定的格式，也可以查询特定的设备名字。具体步骤如下：

1. 先把所有的捕获设备调出来
2. 所有的视频捕获设备的名字都是以vfw开头的，所以取得捕获设备列表中以vfw 开头的设备名字就是视频捕获设备
3. 获取设备的medialocator地址
4. 创建Player,当Play开始的时候，就开始了视频捕获的过程

2.5保存摄像头数据为视频文件

首先是找到捕获设备，然后取的捕获设备的位置信息。如果要保存所采集的数据，就要创建一个处理器。然后将处理器的输出作为数据池的输入。当启动数据池的时候，就可以把捕获的数据保存成文件了。具体步骤如下：

1. 获取视频捕获设备的medialocator地址
2. 以获取的medialocator为参数，创建Processor
3. 设置Processor,输出类型为AVI格式
4. 以Processor的输出为参数，创建数据源
5. 建立一个保存文件位置的MediaLocator
6. 以输入数据源和输出数据源为参数，建立一个DATASINK
7. 调用Processor的StreamWriterControl,设置Processor控制生成文件的大小
8. 设置完毕，可以启动Processor和DataSink来保存捕获数据了

2.6 捕获音频、视频数据为QuickTime格式的文件

使用处理器模型来捕获实时的视频、音频数据并且将数据轨道进行编码、混合，最后保存为QuickTime 格式的文件。

首先构建一个处理器模型，设定好特定的数据轨道和输出内容格式。然后使用这个处理器模型来创建一个处理器。处理器会自动连接到符合文件格式要求的捕获设备。具体步骤如下：

1. 设定要输出的音频格式和视频格式
2. 设定要输出的文件类型为QuickTime格式
3. 以数据轨道输出格式和文件输出类型为参数，创建ProcessorModel
4. 由ProcessorModel对象创建Processor对象
5. 以Processor的输出为参数创建数据源
6. 建立一个记录保存文件的MediaLocator
7. 创建DataSink
8. 开始保存数据文件，启动处理器
9. 当结束捕获视频时，停止处理器，并关掉它
10. 当数据池接到EndOfStream事件时，停止保存文件。

2.7 发送实时媒体数据

如果需要将媒体数据发送到网络，首先需要用Processor生成RTP编码的数据源，然后创建SessionManager或者DataSink来控制传输过程。具体步骤如下：

1. 获取视频采集设备
2. 创建Processor，连接到视频采集设备
3. 等待，直到processor的状态变成configured,设置输出格式为RAW_RTP
4. 列出所有的和数据轨道相关的控制器
5. 遍历这些控制器，找到可以控制输出格式的控制器
6. 找到了数据轨道的格式控制器之后，设置输出格式，输出格式输出为VideoFormat.JPEG_RTP
7. 准备工作已经做好，可以调用Processor的realize方法
8. 当Processor进出realized状态以后，可以取得Processor的输出作为数据源
9. 可以把这个数据源作为参数传递给manager,通过manager创建一个RTP的数据池。
10. 先设置一个发送数据流的多播目的网址
11. 确定了数据源和发送地址，可以建立数据池DataSink了,建立成功后调用open()和start()方法，就可以在网上以多播方式发送捕获的内容了

2.8 接收实时视频数据

接收网上传输的数据流时，首先要构建一个MediaLocator来描述RTP 进程，Manager为进程中的第一个数据流创建播放器，当从进程中检测到数据时，Player会发出RealizeComplete事件。

通过监听RealizeComplete事件，你可以确定是否有数据到了，还可以确定Player是否准备好播放数据了。当Player发出这个事件时，就可以获取播放器的可视面板和控制面板了。具体实现步骤如下：

1. 确定RTP 数据源的地址，例如：String url= "rtp://224.144.251.104:49150/audio/1"
2. 以RTP数据源地址为参数，创建MediaLocator
3. 以MediaLocator为参数，创建Player
4. 为PLAYER添加监听器，以便监听RealizeComplete事件

三. 实验效果总结
JMF2.0 支持媒体捕获，并且考虑到了程序开发者需求。允许程序开发者在媒体处理、媒体控制上添加自己的控制器。JMF 提供的插件的架构使得直接访问媒体数据成为可能。这样JMF可以更方便的被扩展。JMF的设计目的是使开发简便、支持媒体捕获、支持使用JAVA技术开发媒体传输以及视频会议等应用、支持高级开发者开发插件扩展JMF应用，新的特性还可以和原有的系统很好的融合。允许开发者开发定制的，可下载的编码器、处理器、分离器和组合器。
JMF的类库还可以提供对RTP（实时传输协议）的支持。RTP支持在网上实时的发送、接收媒体流。RTP可以用在开发视频点播、音频点播或者网上的交互内容服务等应用。
四. 进一步的研究工作
本文研究了JAVA视频应用基本内容，为进一步扩展JMF的应用开发打下了基础。在这一段的研究中积累的很多经验。由于时间的关系，只是初步了解了如何通过插件技术扩展JMF的应用能力。今后需要做的主要研究工作和研究方向主要有
1、编写解码器插件，扩展JMF的应用能力。使得JMF可以支持更多的媒体类型;
2、编写处理器插件，增强JMF的视频处理能力，使得JMF的视频编辑能力更强。