DirectShow系列讲座之一——DirectShow系统概述

流媒体的处理，以其复杂性和技术性，一向广受工业界的关注。特别伴随着因特网的普及，流媒体在网络上的广泛应用，怎样使流媒体的处理变得简单而富有成效逐渐成为了焦点问题。选择一种合适的应用方案，事半功倍。此时，微软的DirectShow，给了我们一个不错的选择。
DirectShow是微软公司提供的一套在Windows平台上进行流媒体处理的开发包，与DirectX开发包一起发布。目前，DirectX最新版本为9.0。
那么，DirectShow能够做些什么呢？且看，DirectShow为多媒体流的捕捉和回放提供了强有力的支持。运用DirectShow，我们可以很方便地从支持WDM驱动模型的采集卡上捕获数据，并且进行相应的后期处理乃至存储到文件中。它广泛地支持各种媒体格式，包括Asf、Mpeg、Avi、Dv、Mp3、Wave等等，使得多媒体数据的回放变得轻而易举。另外，DirectShow还集成了DirectX其它部分（比如DirectDraw、DirectSound）的技术，直接支持DVD的播放，视频的非线性编辑，以及与数字摄像机的数据交换。更值得一提的是，DirectShow提供的是一种开放式的开发环境，我们可以根据自己的需要定制自己的组件。
接下去，我们需要对DirectShow系统有个整体的印象。参见以下DirectShow的系统示意图：

图中央最大的一块即是DirectShow系统。DirectShow使用一种叫Filter Graph的模型来管理整个数据流的处理过程；参与数据处理的各个功能模块叫做Filter；各个Filter在Filter Graph中按一定的顺序连接成一条“流水线”协同工作。大家可以看到，按照功能来分，Filter大致分为三类：Source Filters、Transform Filters和Rendering Filters。Source Filters主要负责取得数据，数据源可以是文件、因特网、或者计算机里的采集卡、数字摄像机等，然后将数据往下传输；Transform Fitlers主要负责数据的格式转换、传输；Rendering Filtes主要负责数据的最终去向，我们可以将数据送给声卡、显卡进行多媒体的演示，也可以输出到文件进行存储。值得注意的是，三个部分并不是都只有一个Filter去完成功能。恰恰相反，每个部分往往是有几个Fitler协同工作的。比如，Transform Filters可能包含了一个Mpeg的解码Filter、以及视频色彩空间的转换Filter、音频采样频率转换Filter等等。除了系统提供的大量Filter外，我们可以定制自己的Filter，以完成我们需要的功能。下图是一条典型的Avi文件回放Filter Graph链路：

在DirectShow系统之上，我们看到的，即是我们的应用程序（Application）。应用程序要按照一定的意图建立起相应的Filter Graph，然后通过Filter Graph Manager来控制整个的数据处理过程。DirectShow能在Filter Graph运行的时候接收到各种事件，并通过消息的方式发送到我们的应用程序。这样，就实现了应用程序与DirectShow系统之间的交互。下图给出了DirectShow应用程序开发的一般过程：

以上简单介绍了DirectShow的系统结构，希望大家对这个强劲的应用框架已经有了大概的认识。如果你有兴趣，可以详细研究DirectX的帮助文档。DirectShow是一个强大的开发包；另外，它是基于COM的，因此要求程序员具有COM编程的一些基本知识。关于如何深入学习DirectShow应用结构以及开发自己的Filter，请参阅笔者的后续文章。笔者将从编程的角度，详细讲述来源于实际工作中的经验之谈。