DirectShow系统初级指南

　　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8.1。

　　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。

　　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。

　　从下面开始，我们要从程序员的角度，进一步深入探讨一下DirectShow的应用以及Filter的开发。

　　在这之前，笔者首先要特别提一下微软提供的一个Filter测试工具――GraphEdit，它的路径在DXSDKinDXUtilsGraphEdit.exe。（如果您还没有安装DirectX SDK，请到微软的网站上去下载。）通过这个工具，我们可以很直观地看到Filter Graph的运行及处理流程，方便我们进行程序调试。（如果您手边就有电脑，还等什么，马上体验一下吧：运行GraphEdit，执行File-＞Render Media File…选择一个媒体文件；当Filter Graph构建成功后，按下工具栏的运行按钮；您就能看到刚才选择的媒体文件被回放出来了！看到了吧，写一个媒体播放器也就这么回事！）

　　接下去，我们开讲Filter的开发。

　　学习DirectShow Filter的开发，不外乎以下几种方法：看帮助文档、看示例代码和看SDK基类源代码。看帮助文档，应着重于总体概念上的理解；看示例代码应与基类源代码的研究同步进行，因为自己写Filter，关键的第一步是选择一个合适的Filter基类和Pin的基类。对于Filter的把握，一般认为要掌握以下三方面的内容：Filter之间Pin的连接、Filter之间的数据传输以及流媒体的随机访问（或者说流的定位）。下面就开始分别进行阐述。

　　所谓的Filter Pin之间的连接，实际上是Pin之间Media Type（媒体类型）的一个协商过程。连接总是从输出Pin指向输入Pin的。要想深入了解具体的连接过程，就必须认真研读SDK的基类源代码（位于DXSDKsamplesMultimediaDirectShowBaseClassesamfilter.cpp，类CBasePin的Connect方法）。连接的大致过程为，枚举欲连接的输入Pin上所有的媒体类型，逐一用这些媒体类型与输出Pin进行连接，如果输出Pin也接受这种媒体类型，则Pin之间的连接宣告成功；如果所有输入Pin上枚举的媒体类型输出Pin都不支持，则枚举输出Pin上的所有媒体类型，并逐一用这些媒体类型与输入Pin进行连接。如果输入Pin接受其中的一种媒体类型，则Pin之间的连接到此也宣告成功；如果输出Pin上的所有媒体类型，输入Pin都不支持，则这两个Pin之间的连接过程宣告失败。