027 DirectShow的中文资料之建立一个捕捉程序

Post date: 2015/4/20 上午 02:08:54

capboy DirectShow的中文资料之建立一个捕捉程序 DirectShow 提供了用应用程序从适当的硬件中捕捉和预览音/视频的能力。数据源包括:VCR,camera,TV tuner,microphone,或其他的数据源。一个应用程序可以立刻显示捕捉的数据(预览),或是保存到一个文件中。 在这个例子中,ICaptureGraphBuilder 接口是处理捕捉工作的主要接口。你可以在你自己的捕捉程序中使用同样的方法和接口。在这里主要讨论ICaptureGraphBuilder 如何执行音/视频的捕捉。我们假设你已经熟悉了DirectShow的filter graph的体系和一般的capture filter graph的结构(可以参考DirectShow基础指南)。 ICaptureGraphBuilder 接口提供了一个filter graph builder对象,让你的应用程序在建立capture filter graph时,省去处理很多单调乏味的工作,集中精力于捕捉中。他提供的方法满足了基本的捕捉和预览功能的要求。 方法FindInterface ,在filter graph中查找一个于捕捉有关的详细的接口。使的你可以访问一个详细接口的功能,而不需要你去列举在filter graph中的pins 和 filters。 方法RenderStream ,连接源过滤器和渲染过滤器,选择添加一些中间的过滤器。 方法ControlStream ,独立的精确的控制graph的开始和结束帧。 既然是硬件捕捉,当然要和硬件打交道,接着介绍设备列举和捕捉接口。 通过ICreateDevEnum::CreateClassEnumerator方法列举捕捉系统中的设备。之后,实例化一个DirectShow的filter去使用这个设备。接着用ICaptureGraphBuilder::FindInterface去获得于捕捉相关的接口指针IAMDroppedFrames, IAMVideoCompression, IAMStreamConfig, and IAMVfwCaptureDialogs 。因为设备列举和捕捉接口比较长,放在这会打乱结构,所有专门写了一篇(参考设备列举和捕捉接口)。 NOTE: 1.这个示例是DirectShow自带的例子。你可以在DirectShow SDK的目录Sample\DS\Caputre看这个例子代码(AMCap.cpp)。这里只是他的一些片断代码。可以说是他的中文模块的说明。 2.AMCap例子中,把所有的接口指针和一些成员变量保存在一个全局结构gcap中了。 定义如下: struct _capstuff { char szCaptureFile[_MAX_PATH]; WORD wCapFileSize; // size in Meg ICaptureGraphBuilder *pBuilder; IVideoWindow *pVW; IMediaEventEx *pME; IAMDroppedFrames *pDF; IAMVideoCompression *pVC; IAMVfwCaptureDialogs *pDlg; IAMStreamConfig *pASC; // for audio cap IAMStreamConfig *pVSC; // for video cap IBaseFilter *pRender; IBaseFilter *pVCap, *pACap; IGraphBuilder *pFg; IFileSinkFilter *pSink; IConfigAviMux *pConfigAviMux; int iMasterStream; BOOL fCaptureGraphBuilt; BOOL fPreviewGraphBuilt; BOOL fCapturing; BOOL fPreviewing; BOOL fCapAudio; int iVideoDevice; int iAudioDevice; double FrameRate; BOOL fWantPreview; long lCapStartTime; long lCapStopTime; char achFriendlyName[120]; BOOL fUseTimeLimit; DWORD dwTimeLimit; } gcap; 当不在需要保存在gcap中的接口指针是,一定要释放这些接口指针,一般是在程序的析构函数中,或是在别的同等功能函数中。如下: if (gcap.pBuilder) gcap.pBuilder->Release(); gcap.pBuilder = NULL; if (gcap.pSink) gcap.pSink->Release(); gcap.pSink = NULL; if (gcap.pConfigAviMux) gcap.pConfigAviMux->Release(); gcap.pConfigAviMux = NULL; if (gcap.pRender) gcap.pRender->Release(); gcap.pRender = NULL; if (gcap.pVW) gcap.pVW->Release(); gcap.pVW = NULL; if (gcap.pME) gcap.pME->Release(); gcap.pME = NULL; if (gcap.pFg) gcap.pFg->Release(); gcap.pFg = NULL; 设置文件名 使用普通的OpenFile dialog获得捕捉文件的信息。通过调用AllocCaptureFile 函数为捕捉文件分配空间。这一点是重要的,因为这是个巨大的空间。这样可以提高捕捉操作的速度。ICaptureGraphBuilder::AllocCapFile 执行实际的文件分配,IFileSinkFilter::SetFileName 指示file writer filter使用用户选择的文件名保存数据。ICaptureGraphBuilder::SetOutputFileName 把file writer filter加入filter graph(后面会介绍,他是ICaptureGraphBuilderd自代的)。 SetCaptureFile 和 AllocCaptureFile 函数如下: /* * Put up a dialog to allow the user to select a capture file. */ BOOL SetCaptureFile(HWND hWnd) { if (OpenFileDialog(hWnd, gcap.szCaptureFile, _MAX_PATH)) { OFSTRUCT os; // We have a capture file name /* * if this is a new file, then invite the user to * allocate some space */ if (OpenFile(gcap.szCaptureFile, &os, OF_EXIST) == HFILE_ERROR) { // Bring up dialog, and set new file size BOOL f = AllocCaptureFile(hWnd); if (!f) return FALSE; } } else { return FALSE; } SetAppCaption(); // need a new app caption // Tell the file writer to use the new file name if (gcap.pSink) { WCHAR wach[_MAX_PATH]; MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, gcap.szCaptureFile, -1, wach, _MAX_PATH); gcap.pSink->SetFileName(wach, NULL); } return TRUE; } // Preallocate the capture file // BOOL AllocCaptureFile(HWND hWnd) { // We'll get into an infinite loop in the dlg proc setting a value if (gcap.szCaptureFile[0] == 0) return FALSE; /* * show the allocate file space dialog to encourage * the user to pre-allocate space */ if (DoDialog(hWnd, IDD_AllocCapFileSpace, AllocCapFileProc, 0)) { // Ensure repaint after dismissing dialog before // possibly lengthy operation UpdateWindow(ghwndApp); // User has hit OK. Alloc requested capture file space BOOL f = MakeBuilder(); if (!f) return FALSE; WCHAR wach[_MAX_PATH]; MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, gcap.szCaptureFile, -1, wach, _MAX_PATH); if (gcap.pBuilder->AllocCapFile(wach, gcap.wCapFileSize * 1024L * 1024L) != NOERROR) { MessageBoxA(ghwndApp, "Error", "Failed to pre-allocate capture file space", MB_OK | MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE; } return TRUE; } else { return FALSE; } } 建立Graph Builder对象 AMCap的 MakeBuilder函数建立了一个capture graph builer对象,通过调用CoCreateInstance获得了ICaptureGraphBuilder 接口指针。AMCap把他存储到gcap结构的pBuilder中。 // Make a graph builder object we can use for capture graph building // BOOL MakeBuilder() { // We have one already if (gcap.pBuilder) return TRUE; HRESULT hr = CoCreateInstance((REFCLSID)CLSID_CaptureGraphBuilder, NULL, CLSCTX_INPROC, (REFIID)IID_ICaptureGraphBuilder, (void **)&gcap.pBuilder); return (hr == NOERROR) ? TRUE : FALSE; } 建立Graph的渲染部分,并告诉他写文件(用先前决定的文件) 这包括一个multiplexer filter 和 file writer。DirectShow 提供了一个AVI MUX(multiplexer)filter。 在这里ICaptureGraphBuilder::SetOutputFileName 是一个关键的方法。他把multiplexer 和 file writer添加到filter graph中,连接他们,并设置文件的名字。第一个参数MEDIASUBTYPE_Avi,指出capture graph builder 对象将插入一个AVI multiplexer filter,因此,file writer将以AVI文件格式记录捕捉的数据。第二个参数(wach)是文件名。最后的两个参数指出multiplexer filter (gcap.pRender) 和file writer filter (gcap.pSink),这两个是通过SetOutputFileName 函数初始化的。AMCap存储这些指针到全局结构gcap中。capture graph builder 对象建立了一个filter graph对象(IGraphBuilder),把这两个filter加入到filter graph中去。他告诉file writer使用指定的文件保存数据。下面的例子演示了如何调用SetOutputFileName。 // // We need a rendering section that will write the capture file out in AVI // file format // WCHAR wach[_MAX_PATH]; MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, gcap.szCaptureFile, -1, wach, _MAX_PATH); GUID guid = MEDIASUBTYPE_Avi; hr = gcap.pBuilder->SetOutputFileName(&guid, wach, &gcap.pRender, &gcap.pSink); if (hr != NOERROR) { ErrMsg("Error %x: Cannot set output file", hr); goto SetupCaptureFail; } 获得当前的Filter Graph 因为在调用SetOutputFileName中,capture graph builder 对象建立了一个filter graph,所有你必须把需要的filter加入同一个filter graph 中。通过ICaptureGraphBuilder::GetFiltergraph获得新建立的filter graph。返回的指针是参数gcap.pFg。 // // The graph builder created a filter graph to do that. Find out what it is, // and put the video capture filter in the graph too. // hr = gcap.pBuilder->GetFiltergraph(&gcap.pFg); if (hr != NOERROR) { ErrMsg("Error %x: Cannot get filtergraph", hr); goto SetupCaptureFail; } 添加音/视频过滤器到当前的Filter Graph hr = gcap.pFg->AddFilter(gcap.pVCap, NULL); if (hr != NOERROR) { ErrMsg("Error %x: Cannot add vidcap to filtergraph", hr); goto SetupPreviewFail; } hr = gcap.pFg->AddFilter(gcap.pACap, NULL); if (hr != NOERROR) { ErrMsg("Error %x: Cannot add audcap to filtergraph", hr); goto SetupCaptureFail; } 渲染视频捕捉过滤器的Capture Pin和音频捕捉的Capture Pin ICaptureGraphBuilder::RenderStream 连接源过滤器的pin到渲染过滤器。pin的类别是可选的,capture pin (PIN_CATEGORY_CAPTURE) 或 preview pin (PIN_CATEGORY_PREVIEW)。下面的例子演示了连接video capture filter (gcap.pVCap) 的capture pin到渲染gcap.pRender中。 // // Render the video capture and preview pins - we may not have preview, so // don't worry if it doesn't work // hr = gcap.pBuilder->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, NULL, gcap.pVCap, NULL, gcap.pRender); // Error checking 再次ICaptureGraphBuilder::RenderStream 连接audio capture filter (gcap.pACap) 到渲染audio renderer 中。 // // Render the audio capture pin? // if (gcap.fCapAudio) { hr = gcap.pBuilder->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, NULL, gcap.pACap, NULL, gcap.pRender); // Error checking 渲染Video Capture Filter的 Preview Pin 再次调用ICaptureGraphBuilder::RenderStream,从capture filter的preview pin到video renderer。代码如下: hr = gcap.pBuilder->RenderStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, NULL, gcap.pVCap, NULL, NULL); 获得访问Video Preview Window的接口指针 缺省的,video preview window是一个独立的窗口。如果你想改变默认的行为,先调用 ICaptureGraphBuilder::FindInterface获得IVideoWindow 接口。第二个参数通过gcap.pVCap指定,描述video capture filter,第三个参数是想得到的接口(IVideoWindow),最后的是返回的接口。当你得到IVideoWindow接口后,你可以调用IVideoWindow的方法象put_Owner, put_WindowStyle, or SetWindowPosition 去获得video preview window的handle,设置窗口属性,或把他放到想要的位置。 // This will go through a possible decoder, find the video renderer it's // connected to, and get the IVideoWindow interface on it hr = gcap.pBuilder->FindInterface(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, gcap.pVCap, IID_IVideoWindow, (void **)&gcap.pVW); if (hr != NOERROR) { ErrMsg("This graph cannot preview"); } else { RECT rc; gcap.pVW->put_Owner((long)ghwndApp); // We own the window now gcap.pVW->put_WindowStyle(WS_CHILD); // you are now a child // give the preview window all our space but where the status bar is GetClientRect(ghwndApp, &rc); cyBorder = GetSystemMetrics(SM_CYBORDER); cy = statusGetHeight() + cyBorder; rc.bottom -= cy; gcap.pVW->SetWindowPosition(0, 0, rc.right, rc.bottom); // be this big gcap.pVW->put_Visible(OATRUE); } 现在你已经建立完整的capture filter graph了,你可以预览音频,视频,或捕捉数据。 控制 Capture Filter Graph 因为通过ICaptureGraphBuilder接口构造的capture filter graph 只是一个简单的专门用途的filter graph,所有,控制他就象控制其他类型的filter graph一样。你可以使用IMediaControl interface的 Run, Pause, and Stop方法,你也可以使用CBaseFilter::Pause的方法。另外ICaptureGraphBuilder提供了ControlStream方法去控制capture filter graph的streams的开始和结束时间。ControlStream调用IAMStreamControl::StartAt 和 IAMStreamControl::StopAt控制filter graph的捕捉和预览的开始和结束的位置。 注意:不是所有的capture filter都可以,因为不是每一个capture filter都支持IAMStreamControl。 ICaptureGraphBuilder::ControlStream方法的第一个参数(pCategory)是一个输出pin类的GUID。这个变量通常是PIN_CATEGORY_CAPTURE 或 PIN_CATEGORY_PREVIEW。指定为NULL则控制所有的capture filter。 第二个参数在(pFilter)指出那个filter控制。NULL说明为控制所有的filter graph。 如果只是预览(防止捕捉)的话,可以调用ICaptureGraphBuilder::ControlStream,参数用capture pin类型,MAX_TIME作为开始时间(第三个参数,pstart)。再次调用该方法,参数用preview pin类型,NULL作为开始时间则立即开始预览。第四参数指出结束的时间(pstop),含义和第三个参数一样(NULL意味着立刻)。MAX_TIME在DirectShow中定义为最大的参考时间。在这里意味着忽略或取消指定的操作。 最后的参数,wStartCookie和wStopCookie分别是开始和结束的cookies(不知道该怎么翻译,因为我也不理解这个参数的含义)。 下面的代码设置立刻开始预览,但是忽略捕捉。 // Let the preview section run, but not the capture section // (There might not be a capture section) REFERENCE_TIME start = MAX_TIME, stop = MAX_TIME; // show us a preview first? but don't capture quite yet... hr = gcap.pBuilder->ControlStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, NULL, gcap.fWantPreview ? NULL : &start, gcap.fWantPreview ? &stop : NULL, 0, 0); if (SUCCEEDED(hr)) hr = gcap.pBuilder->ControlStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, NULL, &start, NULL, 0, 0); 同样的,如果你只想要捕捉而不要预览,设置捕捉的开始时间为NULL,设置捕捉的结束时间为MAX_TIME。设置预览的开始时间为MAX_TIME,NULL为结束时间。 下面的例子告诉filter graph开始预览(第三个参数:开始时间为NULL)。结束时间指定为MAX_TIME意味着忽视停止时间(永远放下去)。 gcap.pBuilder->ControlStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, NULL, NULL, MAX_TIME, 0, 0); 调用IMediaControl::Run 运行 graph // Run the graph IMediaControl *pMC = NULL; HRESULT hr = gcap.pFg->QueryInterface(IID_IMediaControl, (void **)&pMC); if (SUCCEEDED(hr)) { hr = pMC->Run(); if (FAILED(hr)) { // Stop parts that ran pMC->Stop(); } pMC->Release(); } if (FAILED(hr)) { ErrMsg("Error %x: Cannot run preview graph", hr); return FALSE; } 如果graph已经运行,通过调用ICaptureGraphBuilder::ControlStream立刻开始捕捉。例如下面的代码,控制整个的filter graph(第二个参数为NULL),立刻开始(第三个参数是NULL),并且永不停止(第四个参数是MAX_TIME)。 // NOW! gcap.pBuilder->ControlStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, NULL, MAX_TIME, &stop, 0, 0); 停止预览或捕捉操作,调用IMediaControl::Stop,就同你调用IMediaControl::Run一样。 // Stop the graph IMediaControl *pMC = NULL; HRESULT hr = gcap.pFg->QueryInterface(IID_IMediaControl, (void **)&pMC); if (SUCCEEDED(hr)) { hr = pMC->Stop(); pMC->Release(); } 获得捕捉的信息 通过IAMDroppedFrames接口获得。测试丢失帧的数量(IAMDroppedFrames::GetNumDropped),捕捉的数量(IAMDroppedFrames::GetNumNotDropped)。IAMDroppedFrames::GetAverageFrameSize方法提供了捕捉帧的平均尺寸(单位:byte)。使用这些信息可以知道总的捕捉字节和每秒的帧数(速率)。 保存文件 最初分配的捕捉文件只是临时的保存数据,所有你可以尽可能快的捕捉。当你想把捕捉的数据保存到硬盘中时,调用ICaptureGraphBuilder::CopyCaptureFile。这个方法从先前得到的捕捉文件输出数据到你选择的另一个文件中。这个新的储存文件的大小是和实际捕捉的数据匹配的,而不是和先前的文件大小匹配。 ICaptureGraphBuilder::CopyCaptureFile方法的第一个参数是复制源,第二个是目标文件。第三个参数设为TRUE指出用户允许用ESC键中断复制操作。最后参数是可选的。允许你提供一个进程指示器。如果想要的化,通过执行 IAMCopyCaptureFileProgress 接口。下面示例了如何调用CopyCaptureFile。 hr = pBuilder->CopyCaptureFile(wachSrcFile, wachDstFile,TRUE,NULL); 通过普通的Open File dialog得到新的文件名。用MultiByteToWideChar 函数把文件名转成wide string,使用ICaptureGraphBuilder::CopyCaptureFile把捕捉的数据保存到指定的文件中。 /* * Put up a dialog to allow the user to save the contents of the capture file * elsewhere */ BOOL SaveCaptureFile(HWND hWnd) { HRESULT hr; char achDstFile[_MAX_PATH]; WCHAR wachDstFile[_MAX_PATH]; WCHAR wachSrcFile[_MAX_PATH]; if (gcap.pBuilder == NULL) return FALSE; if (OpenFileDialog(hWnd, achDstFile, _MAX_PATH)) { // We have a capture file name MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, gcap.szCaptureFile, -1, wachSrcFile, _MAX_PATH); MultiByteToWideChar(CP_ACP, MB_PRECOMPOSED, achDstFile, -1, wachDstFile, _MAX_PATH); statusUpdateStatus(ghwndStatus, "Saving capture file - please wait..."); // We need our own graph builder because the main one might not exist ICaptureGraphBuilder *pBuilder; hr = CoCreateInstance((REFCLSID)CLSID_CaptureGraphBuilder, NULL, CLSCTX_INPROC, (REFIID)IID_ICaptureGraphBuilder, (void **)&pBuilder); if (hr == NOERROR) { // Allow the user to press ESC to abort... don't ask for progress hr = pBuilder->CopyCaptureFile(wachSrcFile, wachDstFile,TRUE,NULL); pBuilder->Release(); } if (hr == S_OK) statusUpdateStatus(ghwndStatus, "Capture file saved"); else if (hr == S_FALSE) statusUpdateStatus(ghwndStatus, "Capture file save aborted"); else statusUpdateStatus(ghwndStatus, "Capture file save ERROR"); return (hr == NOERROR ? TRUE : FALSE); } else { return TRUE; // They canceled or something } } 关于捕捉媒体文件和获得捕捉信息的详细内容,可以参考AMCap例子的Amcap.cpp 和 Status.cpp 。