【1】C#下的Directshow

因为Directshow是C++的东西，后来为了方便，才有牛人们在C#把directshow重写，但是相关文档很少，所以为了了解DIrectshow ,从C++下的directshow开始是最合理不过的了，但是在C#用不到的知识就基本没有提及了··

1 基础介绍

部分问题摘录：  

DirectShow与ActiveMovie的关系？
      ActiveMovie是DirectShow原来的名称，现已不再使用，但是一部分API仍保留了"AM"的前缀，比如AM_MEDIA_TYPE和IAMVideoAccelerator。

DMO可以代替DirectShow filter吗？
      在编写编码器、解码器、效果器应用时，鼓励用DMO代替DirectShow filter。在其它的应用中，使用DirectShow filter可能会比较合适。

 

 

基础知识

Directshow使用Filter Graph来管理Filter（管理者叫做FilterGraph Manager）.Filter Graph是Graph的“容器”，而Filter是FilterGraph中的最小功能模块。

在directshow中，一个filter链表我们称为Filter Graph

 

Filter是一种COM组件，为了实现在FilterGraph中的统一操作，每个Filter上都至少实现了IBaseFIlter接口。

Filter必须加入到FilterGraph且接入工作链路中才能发挥作用

Filter的链接实际上也是Filter上的Pin链接

试图链接两个Filter必须处于一个FilterGraph中，可以调用接口方法IFilterGraph::ADDFilter将指定Filter加入到FilterGraph中。

 

 

Filter Graph Manager 也是一个com 对象，用来控制Filtergraph 中的所有的filter，主要有以下

的功能：

1 用来协调filter 之间的状态改变，从而使graph中的所有的filter 的状态的改变应该一致。

2 建立一个参考时钟。

3 将filter 的消息返回给应用程序

4 提供方法用来建立 filter graph。

 

 

 1.1 楔子

一个简单的C++例子

在C++中创建DirectShow应用程序的三个步骤

第一步，首先调用CoCreateInstance创建Filter Graph Manager：

HRESULT hr =CoCreateInstance(CLSID_FilterGraph, NULL,  CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IGraphBuilder, (void**)&pGraph);

【（CLSID）是CLSID_FilterGraph。Filter GraphManager由进程内DLL（in-process DLL）提供，因此参数3，dwClsContext的值为CLSCTX_INPROC_SERVER。由于DirectShow运行自由线程模式 (free-threading model），所以你同样可以使用COINIT_MULTITHREADED参数来调用CoInitializeEx】

 

  第二步是创建filter graph，调用CoCreateInstance得到的IGraphBuilder接口包含了大部分创建filtergraph的方法。在这个例子中还需要另外两个接口：IMediaControl和IMediaEvent。  IMediaControl控制数据流，它包含开启和停止graph的方法；IMediaEvent包含从Filter Graph Manager获取事件的方法，在这个例子中，这个接口用来得到回放结束事件。所有这些接口由Filter Graph Manager提供，使用得到的IGraphBuiler接口指针来查询得到。

 

IMediaControl *pControl;
    IMediaEvent   *pEvent;
    hr = pGraph->QueryInterface(IID_IMediaControl, (void**)&pControl);
    hr = pGraph->QueryInterface(IID_IMediaEvent, (void**)&pEvent);

 

 

现在你可以创建filter graph了，下面是对食品文件的播放

hr = pGraph->RenderFile(L"C://Example.avi",NULL);

 

 

IGraphBuilder::RenderFile方法创建了一个能够播放指定文件的filter graph，事实上，原本需要做的一些如创建filter实例及将这些filter连接起来的工作，都由这个方法自动完成了，如果是视频文件，这个 filter graph看起来应该是这个样子：

[filesource]->[如果是缩格式，这里是个解码器]->[Video Renderer]

 

要开始回放，调用IMediaControl::Run方法：

  hr = pControl->Run();

 

当filter graph运行时，数据经过各个filter最后回放为视频或音频。回放发生在一个单独的线程中。你可以通过调用IMediaEvent::WaitForCompletion方法来等待回放的结束：

long evCode = 0;
    pEvent->WaitForCompletion(INFINITE, &evCode);

 

 

这个方法在播放期间被阻塞，直至播放结束或超时。 当应用程序结束时，需要释放接口指针并关闭COM库：

pControl->Release();
    pEvent->Release();
    pGraph->Release();
    CoUninitialize();

 

完整代码见：http://blog.csdn.net/eyes4/article/details/133107

 

 2 Directshow详解

2.1关于Filter

DirectShow使用一个模块化的架构，每个处理过程都由一个叫做filter的COM对象来实现。DirectShow为应用程序提供了一系列标准的filter，开发者也可以编写自己的filter来扩展DirectShow的功能。下面是播放一个AVI文件的各个步骤：
    ＊从文件中读取数据并转成字节流（File Source filter）
    ＊检查AVI头，分析字节流并将它们分离成视频和音频（AVI Aplitter filter）
    ＊将视频解码（不同的解码filter，取决于不同的压缩格式）
    ＊将视频显示出来（Video Renderer filter）
    ＊将音频送入声卡（Default DirectSound Device filter）

每个filter与一个或多个其它的filter相连，其中的连接点也是一个COM对象，称作Pin，filter使用Pin将数据从一个filter转移到另一个，图中的箭头指示了数据流动的方向。在DirectShow中，这一系列连接在一起的filter称作filter graph。
    Filter可能处于有三种不同的状态：运行、停止和暂停状态。filter在运行状态时处理数据，停止状态时停止处理数据，暂停状态则是表示就绪，可以开始进入运行状态。除了极个别的情况，一个filter Graph中的所有filter通常都处理同一个状态下，因此，filter graph也可以称其处于运行、停止、暂停状态。

 

2.2关于媒体类型（Media Type）

    ＊Major type：主类型，是一个GUID，定义了数据的整体类型，包括了：视频、音频、未分析的字节流、MIDI等。
    ＊Subtype：子 类型，另一个GUID，进一步定义了数据格式。比如，如果主类型是视频，则子类型可以是RGB-24、RGB-32、UYVY等格式，如果主类型是音频，则可能是PCM或MPEG-1 payload等。子类型提供了比主类型更多的内容，但仍未提供完整的格式定义，比如，子类型没有定义图像尺寸和帧率，这些都将在Format block中被定义。
    ＊Format block：格式块，定义了具体的格式。格式块是AM_MEDIA_TYPE结构体中一个单独被分配的内存空间，pbFormat成员指向这块内存空间。因为不同的格式会有不同的格式描述，所以 pbFormat成员的类型是void*。比如，PCM音频使用WAVEFORMATEX结构体，视频使用不同的结构体包括：VIDEOINFOHEADER和VIDEOINFOHEADER2。formattype成员是一个GUID，指定了格式块包含了哪种结构体，每一种格式的结构体都被分配了GUID。cbFormat成员定义了格式式块的长度。
    当格式块被定义时，主类型和子类型包含的信息就显得有点多余了。其实，主类型和子类型为识别格式提供了一个便利的方法，比方说，你可以指定一个普通的24 位RGB格式（MEDIASUBTYPE_RGB24），而不需去关心VIDEOINFOHEADER结构体中诸如图像尺寸和帧率这些信息。

关于媒体样本（Media Sample）和分配器（Allocator）

（这部分貌似C#中没有）

 

2.3关于构建Filter Graph

DirectShow提供了一系列用于构建filtergraph的组件，包括：
    ＊Filter Graph Manager。 这个对象用于控制filter graph，支持IGraphBuilder、IMediaControl和IMediaEventEx等许多接口。所有的directshow应用程序 都需要在某些地方用到这个对象，虽然在有些情况下，是其它的对象为应用程序创建了filter graph manager。
    ＊Capture Graph Builder。这个对象为构建filtergraph提供附加的方法。它最初是为构建提供视频采集的graph而设计的（这正是它的名字由来），但是对于构建许多另外类型的filter graph也是很有用的。它支持ICaptureGraphBuilder2接口。

下面两个名称须分清楚：

IGraphBuilder：Filter Graph Manager

ICaptureGraphBuilder2：CaptureGraph Builder

  2.4 智能连接（Intelligent Connect）

智能连接这个术语覆盖了一系列FilterGraph Manager用于构建所有或部份filter graph的算法。任何时候，当Filter Graph Manager需要添加filter来完成graph时，它大致做以下几件事情：
    1.如果有一个filter存在于graph中，而且这个filter有至少一个没有连接的input pin，Filter Graph Manager试着去试用这个filter。

Grap构建概述

创建一个filter graph，从创建一个FilterGraph Manager实例开始：

IGraphBuilder* pIGB;  HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_FilterGraph, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IGraphBuilder,(void **)&pIGB);

 

 

     Filter GraphManager支持下列Graph构建方法：
    ＊IFilterGraph::ConnectDirect，在两个pin之间进行直接连接，如果连接失败，则返回失败
    ＊IFilterGraph::Connect，连接两个Pin，如果可能的话，直接连接它们，否则，在中间加入其它的filter来完成连接。
    ＊IGraphBuilder::Render，从某个输出Pin处开始完成余下的graph构建。该方法会自动在输出pin后面添加必须的filter，直到rendererfilter为止。
    ＊IGraphBuilder::RenderFile，构建一个完整的文件回放graph。
    ＊IGraphBuilder::AddFilter， 将一个filter添加到graph中。它不连接filter，并且在调用此方法前，filter必须已经被创建。创建filter可以是用CoCreateInstance方法或使用Filter Mapper或系统设备枚举器（System Device Enumerator）。
    这些方法提供了三种构建graph的途径：
    1.filter graph manager构建整个graph
    2.filter graph manager构建部分graph
    3.应用程序构建整个graph

 

【1】Filter Graph Manager构建整个graph
    如果你仅仅是想回放一个已知格式的文件，如AVI、MPEG、WAV或MP3，使用RenderFile方法。
    RenderFile方法首先寻找注册在系统中能分析源文件的filter，它使用协议名（如http://），文件扩展名或文件的头几个字节来决定选择哪一个源filter。
    Filter Graph Manager使用一个迭代过程来完成余下的graph构建。在这个迭代过程中，它逐个列出filter的输出pin上支持的媒体类型，并搜索哪个已注册的filter的输入Pin接受该媒体类型。它使用一系列的规则来缩小filter的范围并排定优先顺序：
    ＊filter类别(category)标识的filter的一般功能
    ＊媒体类型描述filter能在接受或能输出哪种数据类型
    ＊merit值决定filter被尝试的次序。如果两个filter具有相同的filter类别并且同时支持相同的输入类型，Filter Graph Manager选择merit值大的那一个。一些filter故意给出一个小merit值是因为它是为特殊用途设计的，仅能由应用程序来将其添加到graph。
    Filter Graph Manager使用Filter Mapper对象来搜索已注册的filter。
    每个filter被添加时，filter graph manager试着将其与前一个filter的输出pin连接。它们协商决定他们是否能连接，如果能，哪一种媒体类型被用来连接。如果新filter不能连接，filter graph manager丢弃它并尝试别一个，这个过程一直继续到每个流都被render为止。

   【2】 Filter GraphManager构建部分graph
    如果不仅仅是播放一个文件，那么你的应用程序就必须做一些graph的构建工作。比如，一个视频采集应用程序必须先选择一个source filter并将其添加到graph中去。如果你需要将数据写入到一个AVI文件中，你必须添加一个AVI Mux和File Write filter。不过，也经常有可能让filter graph manager来完成整个graph，比如，你可以通过Render方法来render一个pin进行预览。
   
    【3】应用程序构建整个graph
    在某些场合，你的应用程序需要添加和连接每个filter来构建graph。在这种情况下，你很可能明确地知道哪些filter需要加到graph中去。使用这种方式，应用程序通过调用AddFilter方法添加每个filter，然后枚举filter上的pin，调用Connect或 ConnectDirect来连接它们。

 

智能连接
    智能连接是filter graph manager用以构建filter graph的机制。它包含了一系列相关的用以选择filter和将它们添加到graph中去的算法。作为应用程序开发者，你并不需要很具体地了解智能连接的细节。如果你在构建某个filter graph时遇到问题并希望能解决它，或者你正在编写你自己的filter并希望它能自动地被graph构建，请阅读这一节。
    智能连接涉及以下IGraphBuilder方法：
    ＊IGraphBuilder::Render
    ＊IGraphBuilder::AddSourceFilter
    ＊IGraphBuilder::RenderFile
    ＊IGraphBuilder::Connect
    Render方法构建一部分graph，它从一个尚未连接的输出pin开始顺着数据流的方向往下，添加必要的filter，起始的那个filter必须已被添加到了graph中。Render方法每一步都搜索一个能够连接到前一个filter的filter，如果新连接上的filter有多个输出pin，数据流能自动分流，搜索直到每个流都被renderer为止。如果Render方法搜索到的filter无法使用，它会返回去尝试另一个filter。

详细内容见：http://blog.csdn.net/eyes4/article/details/133119

 

 内容主要摘于：http://blog.csdn.net/eyes4
                             DirectShow SDK 学习笔记

      

开源C# directshow类库

http://directshownet.sourceforge.net/