Direcshow中视频捕捉和参数设置报告

1.      关于视频捕捉（About Video Capture in Dshow）

1视频捕捉Graph的构建

一个能够捕捉音频或者视频的graph图都称之为捕捉graph图。捕捉graph图比一般的文件回放graph图要复杂许多，dshow提供了一个Capture Graph Builder COM组件使得捕捉graph图的生成更加简单。Capture Graph Builder提供了一个ICaptureGraphBuilder2接口，这个接口提供了一些方法用来构建和控制捕捉graph。

首先创建一个Capture Graph Builder对象和一个graph manger对象，然后用filter graph manager 作参数，调用ICaptureGraphBuilder2::SetFiltergraph来初始化Capture Graph Builder。看下面的代码把

HRESULT InitCaptureGraphBuilder(

IGraphBuilder **ppGraph, // Receives the pointer.

ICaptureGraphBuilder2 **ppBuild // Receives the pointer.

)

{

if (!ppGraph || !ppBuild)

{

return E_POINTER;

}

IGraphBuilder *pGraph = NULL;

ICaptureGraphBuilder2 *pBuild = NULL;

 // Create the Capture Graph Builder.

 HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_CaptureGraphBuilder2, NULL,

 CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ICaptureGraphBuilder2, (void**)&pGraph);

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

 // Create the Filter Graph Manager.

 hr = CoCreateInstance(CLSID_FilterGraph, 0, CLSCTX_INPROC_SERVER,

 IID_IGraphBuilder, (void**)&pGraph);

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

 // Initialize the Capture Graph Builder.

 pBuild->SetFiltergraph(pGraph);

 // Return both interface pointers to the caller.

 *ppBuild = pBuild;

 *ppGraph = pGraph; // The caller must release both interfaces.

 return S_OK;

 }

 Else

 {

pBuild->Release();

}

}

 return hr; // Failed

}

2.      Direcshow中视频捕捉的Filter

Pin的种类

捕捉Filter一般都有两个或多个输出pin，他们输出的媒体类型都一样，比如预览pin和捕捉pin，因此根据媒体类型就不能很好的区别这些pin。此时就要根据pin的功能来区别每个pin了，每个pin都有一个GUID，称为pin的种类。

如果想仔细的了解pin的种类，请看后面的相关内容Working with Pin Categories。对于大多数的应用来说，ICaptureGraphBuilder2提供了一些函数可以自动确定pin的种类。
预览pin和捕捉pin

视频捕捉Filter都提供了预览和捕捉的输出pin，预览pin用来将视频流在屏幕上显示，捕捉pin用来将视频流写入文件。

预览pin和输出pin有下面的区别：

1 为了保证捕捉pin对视频桢流量，预览pin必要的时候可以停止。

2 经过捕捉pin的视频桢都有时间戳，但是预览pin的视频流没有时间戳。

预览pin的视频流之所以没有时间戳的原因在于filter图表管理器在视频流里加一个很小的latency，如果捕捉时间被认为就是render时间的话，视频renderFilter就认为视频流有一个小小的延迟，如果此时render filter试图连续播放的时候，就会丢桢。去掉时间戳就保证了视频桢来了就可以播放，不用等待，也不丢桢。

Video Port pin

Video Port是一个介于视频设备（TV）和视频卡之间的硬件设备。同过Video Port，视频数据可以直接发送到图像卡上，通过硬件的覆盖，视频可以直接在屏幕显示出来。Video Port就是连接两个设备的。
使用Video Port的最大好处是，不用CPU的任何工作，视频流直接写入内存中。如果捕捉设备使用了Video Port，捕捉Filter就用一个video port pin代替预览pin。

预览pin的种类GUID为PIN_CATEGORY_PREVIEW

捕捉pin的种类GUID为PIN_CATEGORY_CAPTURE

video port pin的种类GUID为PIN_CATEGORY_VIDEOPORT

一个捕捉filter至少有一个Capture pin，另外，它可能有一个预览pin 和一个video port pin
，或者两者都没有，也许filter有很多的capture pin，和预览pin，每一个pin都代表一种媒体类型，因此一个filter可以有一个视频capture pin，视频预览pin，音频捕捉pin，音频预览pin。

3.      预览视频（Previewing Video）

为了创建可以预览视频的graph，可以调用下面的代码

ICaptureGraphBuilder2 *pBuild; // Capture Graph Builder

// Initialize pBuild (not shown).

IBaseFilter *pCap; // Video capture filter.

 /* Initialize pCap and add it to the filter graph (not shown). */

hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, &MEDIATYPE_Video,   pCap, NULL, NULL);

 

4.      如何捕捉视频流并保存到文件（Capture video to File）

1)         将视频流保存到AVI文件

下面的图表显示了graph图

 

图2

AVI Mux filter接收从capture pin过来的视频流，然后将其打包成AVI流。音频流也可以连接到AVI Mux Filter上，这样mux filter就将视频流和视频流合成AVI流。File writer将AVI流写入到文件中。

可以像下面这样构建graph图

IBaseFilter *pMux;

hr = pBuild->SetOutputFileName(

 &MEDIASUBTYPE_Avi, // Specifies AVI for the target file.

 L"C:""Example.avi", // File name.

 &pMux, // Receives a pointer to the mux.

 NULL); // (Optional) Receives a pointer to the file sink.

第一个参数表明文件的类型，这里表明是AVI，第二个参数是制定文件的名称。对于AVI文件，SetOutputFileName函数会创建一个AVI mux Filter 和一个 File writer Filter ，并且将两个filter添加到graph图中，在这个函数中，通过File Writer Filter 请求IFileSinkFilter接口，然后调用IFileSinkFilter::SetFileName方法，设置文件的名称。然后将两个filter连接起来。第三个参数返回一个指向 AVI Mux的指针，同时，它也通过第四个参数返回一个IFileSinkFilter参数，如果你不需要这个参数，你可以将这个参数设置成NULL。

然后，你应该调用下面的函数将capture filter 和AVI Mux连接起来。

hr = pBuild->RenderStream(

 &PIN_CATEGORY_CAPTURE, // Pin category.

 &MEDIATYPE_Video, // Media type.

 pCap, // Capture filter.

 NULL, // Intermediate filter (optional).

 pMux); // Mux or file sink filter.

 // Release the mux filter.

  pMux->Release();

第5个参数就是使用的上面函数返回的pMux指针。

当捕捉音频的时候，媒体类型要设置为MEDIATYPE_Audio，如果你从两个不同的设备捕捉视频和音频，你最好将音频设置成主流，这样可以防止两个数据流间drift，因为avi mux filter为同步音频，会调整视频的播放速度的。为了设置master 流，调用IConfigAviMux::SetMasterStream方法，可以采用如下的代码：

IConfigAviMux *pConfigMux = NULL;

 hr = pMux->QueryInterface(IID_IConfigAviMux, (void**)&pConfigMux);

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

 pConfigMux->SetMasterStream(1);

 pConfigMux->Release();

 }

SetMasterStream的参数指的是数据流的数目，这个是由调用RenderStream的次序决定的。例如，如果你调用RenderStream首先用于视频流，然后是音频，那么视频流就是0，音频流就是1。

添加编码filter

 IBaseFilter *pEncoder; /* Create the encoder filter (not shown). */

 // Add it to the filter graph.

 pGraph->AddFilter(pEncoder, L"Encoder);

/* Call SetOutputFileName as shown previously. */

// Render the stream.

hr = pBuild->RenderStream(

&PIN_CATEGORY_CAPTURE,

 &MEDIATYPE_Video,

pCap, pEncoder, pMux);

  pEncoder->Release();

2)         将视频流保存成wmv格式的文件

为了将视频流保存成并编码成windows media video （WMV）格式的文件，将capture pin连到WM ASF Writer filter。

 

图3

构建graph图最简单的方法就是将在ICaptureGraphBuilder2::SetOutputFileName方法中指定MEDIASUBTYPE_Asf的filter。如下

 IBaseFilter* pASFWriter = 0;

 hr = pBuild->SetOutputFileName(

 &MEDIASUBTYPE_Asf, // Create a Windows Media file.

 L"C:""VidCap.wmv", // File name.

 &pASFWriter, // Receives a pointer to the filter.

 NULL); // Receives an IFileSinkFilter interface pointer (optional).

参数MEDIASUBTYPE_Asf 告诉graph builder，要使用wm asf writer作为文件接收器，于是，pbuild 就创建这个filter，将其添加到graph图中，然后调用IFileSinkFilter::SetFileName来设置输出文件的名字。第三个参数用来返回一个ASF writer指针，第四个参数用来返回文件的指针。

在将任何pin连接到WM ASF Writer之前，一定要对WM ASF Writer进行一下设置，你可以同过WM ASF Writer的IConfigAsfWriter接口指针来进行设置。

 IConfigAsfWriter *pConfig = 0;

 hr = pASFWriter->QueryInterface(IID_IConfigAsfWriter, (void**)&pConfig);

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

 // Configure the ASF Writer filter.

 pConfig->Release();

 }

然后调用ICaptureGraphBuilder2::RenderStream将capture Filter 和 ASF writer连接起来。

 hr = pBuild->RenderStream(

 &PIN_CATEGORY_CAPTURE, // Capture pin.

 &MEDIATYPE_Video, // Video. Use MEDIATYPE_Audio for audio.

 pCap, // Pointer to the capture filter.

 0,

 pASFWriter); // Pointer to the sink filter (ASF Writer).

3)         保存成自定义的文件格式

如果你想将文件保存成自己的格式，你必须有自己的 file writer。看下面的代码

 IBaseFilter *pMux = 0;

 IFileSinkFilter *pSink = 0;

 hr = pBuild->SetOutputFileName(

 &CLSID_MyCustomMuxFilter, //自己开发的Filter

 L"C:""VidCap.avi", &pMux, &pSink);

4)         如何将视频流保存进多个文件

当你将视频流保存进一个文件后，如果你想开始保存第二个文件，这时，你应该首先将graph停止，然后通过IFileSinkFilter::SetFileName改变 File Writer 的文件名称。注意，IFileSinkFilter指针你可以在SetOutputFileName时通过第四个参数返回的。

看看保存多个文件的代码吧

 IBaseFilter *pMux;同步的synchronization

 IFileSinkFilter *pSink

 hr = pBuild->SetOutputFileName(&MEDIASUBTYPE_Avi, L"C:""YourFileName.avi",

 &pMux, &pSink);

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

 hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, &MEDIATYPE_Video,   pCap, NULL, pMux);

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

 pControl->Run();

 /* Wait awhile, then stop the graph. */

 pControl->Stop();

 // Change the file name and run the graph again.

 pSink->SetFileName(L"YourFileName02.avi", 0);

 pControl->Run();

 }

 pMux->Release();

 pSink->Release();

}

5)         组合视频的捕捉和预览

如果想组建一个既可以预览视频，又可以将视频保存成文件的graph，只需要两次调用ICaptureGraphBuilder2::RenderStream即可。代码如下：

 // Render the preview stream to the video renderer.
 hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, &MEDIATYPE_Video,   pCap, NULL, NULL);

// Render the capture stream to the mux.

hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, &MEDIATYPE_Video,   pCap, NULL, pMux);

在上面的代码中，graph builder 其实隐藏了下面的细节。

1 如果capture Filter既有preview pin 也有captrue pin，那么RenderStream仅仅将两个pin和render filter接起来。如下图

 

图4

2如果caprture Filter只有一个capture pin，那么Capture Graph Builder就采用一个Smart Tee Filter将视频流分流，graph图如下

 

图5

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