DirectShow建立一個視頻捕捉程序
DirectShow 提供了用應用程序從適當的硬件中捕捉和預覽音/視頻的能力。數據源包括：VCR，camera,TV tuner,microphone,或其他的數據源。一個應用程序可以立刻顯示捕捉的數據(預覽)，或是保存到一個文件中。
在這個例子中，ICaptureGraphBuilder 接口是處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樣的方法和接口。在這里主要討論ICaptureGraphBuilder 如何執行音/視頻的捕捉。我們假設你已經熟悉了DirectShow的filter graph的體系和一般的capture filter graph的結構(可以參考DirectShow基礎指南)。
ICaptureGraphBuilder 接口提供了一個filter graph builder對象，讓你的應用程序在建立 capture filter graph時，省去處理很多單調乏味的工作，集中精力于捕捉中。他提供的方法滿足了基本的捕捉和預覽功能的要求。
方法FindInterface ，在filter graph中查找一個于捕捉有關的詳細的接口。使的你可以訪問一個詳細接口的功能，而不需要你去列舉在filter graph中的pins 和 filters。
方法RenderStream ，連接源過濾器和渲染過濾器，選擇添加一些中間的過濾器。
方法ControlStream ，獨立的精確的控制graph的開始和結束幀。
既然是硬件捕捉，當然要和硬件打交道，接著介紹設備列舉和捕捉接口。
通過ICreateDevEnum::CreateClassEnumerator方法列舉捕捉系統中的設備。之后，實例化一個DirectShow的 filter去使用這個設備。接著用ICaptureGraphBuilder::FindInterface去獲得于捕捉相關的接口指針 IAMDroppedFrames, IAMVideoCompression, IAMStreamConfig, and IAMVfwCaptureDialogs 。因為設備列舉和捕捉接口比較長，放在這會打亂結構，所有專門寫了一篇(參考設備列舉和捕捉接口)。
NOTE：
1.這個示例是DirectShow自帶的例子。你可以在DirectShow SDK的目錄Sample\DS\Caputre看這個例子代碼(AMCap.cpp)。這里只是他的一些片斷代碼。可以說是他的中文模塊的說明。
2.AMCap例子中，把所有的接口指針和一些成員變量保存在一個全局結構gcap中了。
定義如下：
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;
當不在需要保存在gcap中的接口指針是，一定要釋放這些接口指針，一般是在程序的析構函數中，或是在別的同等功能函數中。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;
設置文件名
使用普通的OpenFile dialog獲得捕捉文件的信息。通過調用AllocCaptureFile 函數為捕捉文件分配空間。這一點是重要的，因為這是個巨大的空間。這樣可以提高捕捉操作的速度。ICaptureGraphBuilder::AllocCapFile 執行實際的文件分配， IFileSinkFilter::SetFileName 指示file writer filter使用用戶選擇的文件名保存數據。 ICaptureGraphBuilder::SetOutputFileName 把file writer filter加入 filter graph(后面會介紹，他是ICaptureGraphBuilderd自代的)。
SetCaptureFile 和 AllocCaptureFile 函數如下：
/*
* 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對象
AMCap的 MakeBuilder函數建立了一個capture graph builer對象，通過調用CoCreateInstance獲得了ICaptureGraphBuilder 接口指針。AMCap把他存儲到gcap結構的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，并告訴他寫文件(用先前決定的文件)
這包括一個multiplexer filter 和 file writer。DirectShow 提供了一個AVI MUX(multiplexer)filter。
在這里ICaptureGraphBuilder::SetOutputFileName 是一個關鍵的方法。他把multiplexer 和 file writer添加到filter graph中，連接他們，并設置文件的名字。第一個參數MEDIASUBTYPE_Avi，指出 capture graph builder 對象將插入一個AVI multiplexer filter，因此，file writer將以AVI文件格式記錄捕捉的數據。第二個參數(wach)是文件名。最后的兩個參數指出multiplexer filter (gcap.pRender) 和 file writer filter (gcap.pSink)，這兩個是通過SetOutputFileName 函數初始化的。AMCap存儲這些指針到全局結構gcap中。capture graph builder 對象建立了一個filter graph對象(IGraphBuilder)，把這兩個filter加入到filter graph中去。他告訴file writer使用指定的文件保存數據。下面的例子演示了如何調用 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;
}
獲得當前的Filter Graph
因為在調用SetOutputFileName中，capture graph builder 對象建立了一個filter graph，所有你必須把需要的filter加入同一個filter graph 中。通過ICaptureGraphBuilder::GetFiltergraph獲得新建立的filter graph。返回的指針是參數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/視頻過濾器到當前的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;
}
渲染視頻捕捉過濾器的Capture Pin和音頻捕捉的Capture Pin
ICaptureGraphBuilder::RenderStream 連接源過濾器的pin到渲染過濾器。pin的類別是可選的， capture pin (PIN_CATEGORY_CAPTURE) 或 preview pin (PIN_CATEGORY_PREVIEW)。下面的例子演示了連接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 連接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
再次調用ICaptureGraphBuilder::RenderStream，從capture filter的preview pin到video renderer。代碼如下：
hr = gcap.pBuilder->RenderStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, NULL, gcap.pVCap, NULL, NULL);
獲得訪問Video Preview Window的接口指針
缺省的，video preview window是一個獨立的窗口。如果你想改變默認的行為，先調用 ICaptureGraphBuilder:: FindInterface獲得IVideoWindow 接口。第二個參數通過gcap.pVCap指定，描述 video capture filter，第三個參數是想得到的接口(IVideoWindow)，最后的是返回的接口。當你得到 IVideoWindow接口后，你可以調用IVideoWindow的方法象put_Owner, put_WindowStyle, or SetWindowPosition 去獲得video preview window的handle，設置窗口屬性，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);
}
現在你已經建立完整的capture filter graph了，你可以預覽音頻，視頻，或捕捉數據。
控制 Capture Filter Graph
因為通過ICaptureGraphBuilder接口構造的capture filter graph 只是一個簡單的專門用途的 filter graph，所有，控制他就象控制其他類型的filter graph一樣。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的開始和結束時間。ControlStream調用IAMStreamControl::StartAt 和 IAMStreamControl:: StopAt控制filter graph的捕捉和預覽的開始和結束的位置。
注意：不是所有的capture filter都可以，因為不是每一個capture filter都支持IAMStreamControl。
ICaptureGraphBuilder::ControlStream方法的第一個參數(pCategory)是一個輸出pin類的GUID。這個變量通常是PIN_CATEGORY_CAPTURE 或 PIN_CATEGORY_PREVIEW。指定為NULL則控制所有的 capture filter。
第二個參數在(pFilter)指出那個filter控制。NULL說明為控制所有的filter graph。
如果只是預覽(防止捕捉)的話，可以調用ICaptureGraphBuilder::ControlStream，參數用capture pin類型， MAX_TIME作為開始時間(第三個參數，pstart)。再次調用該方法，參數用preview pin類型，NULL作為開始時間則立即開始預覽。第四參數指出結束的時間(pstop),含義和第三個參數一樣(NULL意味著立刻)。MAX_TIME在DirectShow中定義為最大的參考時間。在這里意味著忽略或取消指定的操作。
最后的參數，wStartCookie和wStopCookie分別是開始和結束的cookies(不知道該怎么翻譯，因為我也不理解這個參數的含義)。
下面的代碼設置立刻開始預覽，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);
同樣的，如果你只想要捕捉而不要預覽，設置捕捉的開始時間為NULL，設置捕捉的結束時間為MAX_TIME。設置預覽的開始時間為MAX_TIME，NULL為結束時間。
下面的例子告訴filter graph開始預覽(第三個參數：開始時間為NULL)。結束時間指定為MAX_TIME意味著忽視停止時間(永遠放下去)。
gcap.pBuilder->ControlStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, NULL, NULL, MAX_TIME, 0, 0);
調用IMediaControl::Run 運行 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已經運行，通過調用ICaptureGraphBuilder::ControlStream立刻開始捕捉。例如下面的代碼，控制整個的 filter graph(第二個參數為NULL)，立刻開始(第三個參數是NULL)，并且永不停止(第四個參數是MAX_TIME)。
// NOW!
gcap.pBuilder->ControlStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, NULL, MAX_TIME, &stop, 0, 0);
停止預覽或捕捉操作，調用IMediaControl::Stop，就同你調用IMediaControl::Run一樣。
// Stop the graph
IMediaControl *pMC = NULL;
HRESULT hr = gcap.pFg->QueryInterface(IID_IMediaControl, (void **)&pMC);
if (SUCCEEDED(hr))
{
hr = pMC->Stop();
pMC->Release();
}
獲得捕捉的信息
通過IAMDroppedFrames接口獲得。測試丟失幀的數量(IAMDroppedFrames::GetNumDropped)，捕捉的數量 (IAMDroppedFrames::GetNumNotDropped)。IAMDroppedFrames:: GetAverageFrameSize方法提供了捕捉幀的平均尺寸(單位：byte)。使用這些信息可以知道總的捕捉字節和每秒的幀數(速率)。
保存文件
最初分配的捕捉文件只是臨時的保存數據，所有你可以盡可能快的捕捉。當你想把捕捉的數據保存到硬盤中時，調用 ICaptureGraphBuilder::CopyCaptureFile。這個方法從先前得到的捕捉文件輸出數據到你選擇的另一個文件中。這個新的儲存文件的大小是和實際捕捉的數據匹配的，而不是和先前的文件大小匹配。
ICaptureGraphBuilder::CopyCaptureFile方法的第一個參數是復制源，第二個是目標文件。第三個參數設為TRUE指出用戶允許用ESC鍵中斷復制操作。最后參數是可選的。允許你提供一個進程指示器。如果想要的化，通過執行 IAMCopyCaptureFileProgress 接口。下面示例了如何調用CopyCaptureFile。
hr = pBuilder->CopyCaptureFile(wachSrcFile, wachDstFile,TRUE,NULL);
通過普通的Open File dialog得到新的文件名。用MultiByteToWideChar 函數把文件名轉成wide string，使用ICaptureGraphBuilder::CopyCaptureFile把捕捉的數據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
}
}
關于捕捉媒體文件和獲得捕捉信息的詳細內容，可以參考AMCap例子的Amcap.cpp 和 Status.cpp 。
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