【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 tShow 的設(shè)計(jì)讓應(yīng)用程序開發(fā)人員從復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸，硬件差異 ，同步性等工作中解脫出來(lái)，總體應(yīng)用框架和底層工作由 DirectShow 來(lái)完成。 這樣，運(yùn)用基于 DirectShow 框架開發(fā)的多媒體應(yīng)用程序就會(huì)變得非常簡(jiǎn)單！ 開發(fā)工具的選擇：由于 DirectShow 是一套基于 Windows 平臺(tái)，進(jìn)行流媒體處理的開發(fā)包，所以，運(yùn)用 VB ,Delphi, VC, C等語(yǔ)言均可開發(fā)基于 DirectShow的媒體軟件。但考慮到 VB 語(yǔ)言比較復(fù)雜，本人對(duì) Delphi 語(yǔ)言不熟悉， C＃對(duì)開發(fā)硬件要求比較高，所以，本人選擇 VC為語(yǔ)言開發(fā)環(huán)境，本打算用 C++ Builder開發(fā)軟件，但考慮到 可能開發(fā)軟件之間存在兼容性問題，所以，還是選擇了Microsoft 的 為開發(fā)工具。 8 課題 應(yīng) 達(dá)到的技術(shù)要求 （ 1） 基于 DirectShow 系統(tǒng)編寫可以對(duì)音頻文件進(jìn)行播放的音 頻播放器； （ 2） 該播放器可以播放各種音頻文件 ； （ 3） 可以控制播放速度以及播放進(jìn)度 ； （ 4） 具有播放列表功能 ； （ 5） 可以控制音量，有靜音功能 。 9 3 過 程 實(shí) 現(xiàn) 程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)與理論 DirectShow 的 基本工作原理 DirectShow 使用一種叫 Filter Graph 的模型來(lái)管理整個(gè)數(shù)據(jù)流的處理過程；參與數(shù)據(jù)處理的各個(gè)功能模塊叫做 Filter；各個(gè) Filter 在 Filter Graph中按一定的順序連接成一條 “ 流水線 ” 協(xié)同工作。大家可以看到，按照功能來(lái)分，F(xiàn)ilter 大致分為三類： Source Filters、 Transform Filters 和 Rendering Filters。 Source Filters 主要負(fù)責(zé)取得數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源可以是文件、因特網(wǎng)、或者計(jì)算機(jī)里的采集卡、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等，然后將數(shù)據(jù)往下傳輸； Transform Fitlers主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、傳輸； Rendering Filtes 主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的最終去向，我們可以將數(shù)據(jù)送給聲卡、顯卡進(jìn)行多媒體的演示，也可以輸出到文件進(jìn)行存儲(chǔ)。值得注意的是，三個(gè)部分并不是都只有一個(gè) Filter 去完成功能。恰恰相反，每個(gè)部分往往是有幾個(gè) Fitler 協(xié)同工作的。比如， Transform Filters 可能包含了一個(gè) Mpeg 的解碼 Filter、以及視頻色彩空間的轉(zhuǎn)換 Filter、音頻采樣頻率轉(zhuǎn)換 Filter 等等。除了系統(tǒng)提供的大量 Filter 外，我們可以定制自己的 Filter，以完成我們需要 的功能。在 DirectShow 系統(tǒng)之上，我們看到的，即是我們的應(yīng)用程序（ Application）。應(yīng)用程序要按照一定的意圖建立起相應(yīng)的 Filter Graph，然后通過 Filter Graph Manager 來(lái)控制整個(gè)的數(shù)據(jù)處理過程。 DirectShow 能在Filter Graph 運(yùn)行的時(shí)候接收到各種事件，并通過消息的方式發(fā)送到我們的應(yīng)用程序。這樣，就實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序與 DirectShow 系統(tǒng)之間的交互。 圖 為一個(gè)典型的媒體文件的回訪鏈路，圖 為一個(gè) Directshow 應(yīng)用程序一般開發(fā)過程 [1]。 圖 一個(gè)典型的媒體文件的回訪鏈路 10 圖 Directshow 應(yīng)用程序一般開發(fā)過程 (1) 過濾器（ filter） 過濾器是 DirectShow 最基本的組成元件。過濾器是一個(gè) COM 組件，是完成DirectShow 處理過程的基本單元。 DirectShow 提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的過濾器供應(yīng)用程序使用，程序開發(fā)者也可以創(chuàng)建自定義的過濾器來(lái)擴(kuò)充 DirectShow 的功能，但必須是以 COM 形式建立的。 DirectX 為用戶提供了 DirectShow 基類庫(kù)（ DirectShow Base Class Library），用戶自定義的過濾器都可以從基類庫(kù)提供的基類和接口派生出來(lái)。 過濾器主要分為以下幾種類型： A 源過濾器（ source filter）：源過濾器引入數(shù)據(jù)到過濾器圖表中，數(shù)據(jù)來(lái)源可以是文件、網(wǎng)絡(luò)、照相機(jī)等。不同的源過濾器處理不同類型的數(shù)據(jù)源。 B 變換過濾器（ transform filter）：變換過濾器的工作是獲取輸入流，處理數(shù)據(jù)，并生成輸出流。變換過濾器對(duì)數(shù)據(jù)的處理包括編解碼、格式轉(zhuǎn)換、壓縮解壓縮等。 C 提交過濾器（ renderer filter）：提交過濾器在過濾器圖表里處于最后一級(jí)，它 們接收數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)提交給外設(shè)。 D 分割過濾器（ splitter filter）：分割過濾器把輸入流分割成多個(gè)輸出。例如， AVI 分割過濾器把一個(gè) AVI 格式的字節(jié)流分割成視頻流和音頻流。 E 混合過濾器（ mux filter）：混合過濾器把多個(gè)輸入組合成一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)流。例如， AVI 混合過濾器把視頻流和音頻流合成一個(gè) AVI 格式的字節(jié)流。 過濾器的這些分類并不是絕對(duì)的，例如一個(gè) ASF 讀過濾器（ ASF Reader filter）既是一個(gè)源過濾器又是一個(gè)分割過濾器。 在 DirectShow 里，一組過濾器稱為一個(gè)過 濾器圖表（ filter graph）。過濾器圖表用來(lái)連接過濾器以控制媒體流，它也可以將數(shù)據(jù)返回給應(yīng)用程序，并搜索所支持的過濾器。過濾器有三種可能的狀態(tài)：運(yùn)行、停止和暫停。暫停是一種 11 中間狀態(tài)，停止?fàn)顟B(tài)到運(yùn)行狀態(tài)必定經(jīng)過暫停狀態(tài)。暫?？梢岳斫鉃閿?shù)據(jù)就緒狀態(tài)，是為了快速切換到運(yùn)行狀態(tài)而設(shè)計(jì)的。在暫停狀態(tài)下，數(shù)據(jù)線程是啟動(dòng)的，但被提交過濾器阻塞了。通常情況下，過濾器圖表中所有過濾器的狀態(tài)是一致的 。 (2) 引腳（ pin） 過濾器可以和一個(gè)或多個(gè)過濾器相連，連接的接口也是 COM形式的，稱為引腳。過濾器利用引腳在各個(gè) 過濾器間傳輸數(shù)據(jù)。每個(gè)引腳都是從 Ipin 這個(gè) COM對(duì)象派生出來(lái)的。每個(gè)引腳都是過濾器的私有對(duì)象，過濾器可以動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建引腳，銷毀引腳，自由控制引腳的生存時(shí)間。引腳可以分為輸入引腳（ Input pin）和輸出引腳（ Output pin）兩種類型，兩個(gè)相連的引腳必須是不同種類的，即輸入引腳只能和輸出引腳相連，且連接的方向總是從輸出引腳指向輸入引腳。 過濾器之間的連接（也就是引腳之間的連接），實(shí)際上是連接雙方媒體類型（ Media Type）協(xié)商的過程。連接的大致過程為：如果調(diào)用連接函數(shù)時(shí)已經(jīng)指定了完整的媒體類型，則 用這個(gè)媒體類型進(jìn)行連接，成功與否都結(jié)束連接過程；如果沒有指定或不完全指定了媒體類型，則進(jìn)入下面的枚舉過程 —— 枚舉欲連接的輸入引腳上所有的媒體類型，逐一用這些媒體類型與輸出引腳進(jìn)行連接（如果連接函數(shù)提供了不完全媒體類型，則要先將每個(gè)枚舉出來(lái)的媒體類型與它進(jìn)行匹配檢查），如果輸出引腳也接受這種媒體類型，則引腳之間的連接宣告成功；如果所有輸入引腳上枚舉的媒體類型，輸出引腳都不支持，則枚舉輸出引腳上的所有媒體類型，并逐一用這些媒體類型與輸入引腳進(jìn)行連接，如果輸入引腳接受其中的一種媒體類型，則引腳之間的連接宣告成功； 如果輸出引腳上的所有媒體類型，輸入引腳都不支持，則這兩個(gè)引腳之間的連接過程宣告失敗。過濾器與引腳連接如圖 所示 。 圖 過濾器與引腳連接 圖 (3) 媒體類型（ Media Type） 媒體類型是描述數(shù)字媒體格式的一種通用的可擴(kuò)展方式。兩個(gè)過濾器相連時(shí)，必須使用一致的媒體類型，否則這兩個(gè)過濾器就不能相連。媒體類型 能識(shí)別上一級(jí)過濾器傳送給下一級(jí)過濾器的數(shù)據(jù)類型，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。 實(shí)際在很多應(yīng)用程序中，用戶根本不需要擔(dān)心媒體類型的問題， DirectShow會(huì)處理好所有的細(xì)節(jié)。但有些應(yīng)用程序需要對(duì)媒體類型進(jìn)行操作。媒體類型一般 12 可以有兩種表示： AM_MEDIA_TYPE 和 CMediaType。前者是一個(gè)結(jié)構(gòu)，后者是從這個(gè)結(jié)構(gòu)繼承過來(lái)的類。 每個(gè) AM_MEDIA_TYPE 由三部分組成： Major type、 Subtype 和 Format type。這三個(gè)部分都使用 GUID（全局唯一標(biāo)識(shí)符）來(lái)唯一標(biāo)示。 Major type 主要 定性描述一種媒體類型，這種媒體類型可以是視頻、音頻、比特?cái)?shù)據(jù)流或 MIDI 數(shù)據(jù)等等； Subtype 進(jìn)一步細(xì)化媒體類型，如果是視頻的話可以進(jìn)一步指定是 RGB24，還是 RGB32，或是 UYVY 等等； Format type 則用一個(gè)結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步細(xì)化媒體類型。 如果媒體類型的三個(gè)部分都指定了某個(gè)具體的 GUID 值，則稱這個(gè)媒體類型是完全指定的；如果媒體類型的三個(gè)部分中有任何一個(gè)值是 GUID_NULL，則稱這個(gè)媒體類型是不完全指定的。 GUID_NULL 具有通配符的作用。 (4) 過濾器圖表管理器（ Filter Graph Manager） DirectShow 通過過濾器圖表管理器來(lái)控制過濾器圖表中的過濾器。過濾器圖表管理器是 COM 形式的，它的功能有：協(xié)調(diào)過濾器間的狀態(tài)轉(zhuǎn)變；建立參考時(shí)鐘；把事件（ event）傳送給應(yīng)用程序；為應(yīng)用程序提供建立過濾器圖表的方法。 一些常用的過濾器圖表管理器接口如下： IGraphBuilder：為應(yīng)用程序提供創(chuàng)建過濾器圖表的方法。 IMediaControl：提供控制過濾器圖表中多媒體數(shù)據(jù)流的方法，包括運(yùn)行、暫停和停止。 IMediaEventEx：繼承自 IMediaEvent 接口，處理過濾器圖表的事件。 IVideoWindow：用于設(shè)置多媒體播放器窗口的屬性，應(yīng)用程序可以用它來(lái)設(shè)置窗口的所有者、位置和尺寸等屬性。 IBasicAudio：用于控制音頻流的音量和平衡。 IBasicVideo：用于設(shè)置視頻特性，如視頻顯示的目的區(qū)域和源區(qū)域。 IMediaSeeking：提供搜索數(shù)據(jù)流位置和設(shè)置播放速率的方法。 IMediaPosition：用于尋找數(shù)據(jù)流的位置。 IVideoFrameStep：用于步進(jìn)播放視頻流，可使 DirectShow 應(yīng)用程序，包括DVD 播放器一次只播放一幀視頻。 （ 5） 過濾器圖表中的數(shù)據(jù)流動(dòng) 當(dāng)用戶要?jiǎng)?chuàng)建自定義的過濾器時(shí)，就需要了解媒體數(shù)據(jù)是如何在過濾器圖表中傳輸?shù)?。為了在過濾器圖表中傳送媒體數(shù)據(jù)， DirectShow 過濾器需要支持一些協(xié)議，稱之為傳輸協(xié)議（ transport）。相連的過濾器必須支持同樣的傳輸協(xié) 13 議，否則不能交換媒體數(shù)據(jù)。 大多數(shù)的 DirectShow 過濾器把媒體數(shù)據(jù)保存在主存儲(chǔ)器中，并通過引腳把數(shù)據(jù)提交給其它的過濾器，這種傳輸稱為局部存儲(chǔ)器傳輸（ local memory transport）。雖然局部存儲(chǔ)器傳輸在 DirectShow 中最常用，但并不是所有的過濾器都使用它。例如，有些過濾器通過硬件傳送媒體數(shù)據(jù)，引腳只是用來(lái)提交控制信息，如 IOverlay 接口 [1]。 具體設(shè)計(jì)過程 準(zhǔn)備工作 下載 DirectX ，安裝后閱讀 “ DirectX Documentation for C++” 中的DirectShow 部分。安裝 Visual Studio 熟悉使用 C++。 首先創(chuàng)建一個(gè) VC 工程， 打開 ，選擇文件 \新建，在工程框中選擇 MFC APPWIZARD[EXE]，創(chuàng)建一個(gè)名叫 Audiobox 的工程，并選擇工作區(qū)域，點(diǎn)擊確定。 開發(fā)環(huán)境的配置： (1) 編 譯 基 類 源 代 碼 ， 至 少 生 成 兩 個(gè) 靜 態(tài) 庫(kù) 文 件 ― ― 打 開 D:\DXSDK\Sample\C++\DirectShow\BaseClasses\， Debug 版本生成 strmbasd .lib， Release 版本生成 . (2) 配置 VC 的編譯環(huán)境： Include 目錄合 Lib 目錄。執(zhí)行 VC 的菜單命令Tool\Options，在隨后的彈出的對(duì)話框中單擊 Directories 標(biāo)簽。 在 Show directories for 下拉列表中選擇 Include files 然后配置如下： D:\DX90SDK\LIB D:\DX90SDK\INCLUDE D:\DX90SDK\SAMPLES\C++\DIRECTSHOW\BASECLASSES D:\DX90SDK\SAMPLES\C++\COMMON\INCLUDE D:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\INCLUDE D:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\ATL\INCLUDE D:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\MFC\INCLUDE 在 Show directories for 下拉列表中選擇 Library files，配置如下： D:\DX90SDK\LIB D:\DX90SDK\SAMPLES\C++\DIRECTSHOW\BASECLASSES\DEBUG D:\DX90SDK\SAMPLES\C++\DIRECTSHOW\BASECLASSES\RELEASE D:\DX90SDK\SAMPLES\C++\DIRECTSHOW\C