DirectShow程序运行过程简析

这段时间一直在学习陆其明老师的《DirectShow开发指南》一书，书中对DirectShow的很多细节讲解清晰，但是却容易让人缺少对全局的把握。在学习过程中，整理了关于DirectShow程序运行过程的内容，希望会对上手学习DirectShow的人有所帮助。

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。对于DirectShow的使用除妖是为了对多媒体流的捕捉和回放提供支持，以及对获取的数据进行后期的处理和存储。

在介绍DirectShow程序运行过程之前，需要先说明几个概念。

Filter：有些资料中翻译为过滤器，用于参与数据处理的功能模块。根据功能的不同，可以分为Source Filters、Transform Filters和Rendering Filters，分别用于对数据的获取，处理和分发。

Pin：Filter对外提供的接口，分为输入Pin和输出Pin，作为Filter之间的连接通道用于数据传输。

Filter Graph：用于管理Filter的模型，展示整个数据流的处理过程。在Filter Graph中，每个Filter按一定的顺序进行连接，数据在Filter之间进行传递。微软提供的GraphEdit工具是用于对Filter的测试，在这个工具中可以很直观的看到Filter Graph的运行和处理。

Filter Graph Manager：用于管理Filter Graph，控制数据处理过程。

DirectShow程序的运行过程就是以上提到的对象之间协作的过程。由于DirectShow应用程序实际上是一种COM组件的客户程序，所以涉及到COM组件的创建，对象接口的调用等问题。

（1）DirectShow应用程序运行的第一步就是初始化COM库。

    HRESULT hr = Colnitialize(NULL);  // 调用 Colnitialize来初始化COM库

（2）创建Filter Graph Manager实例

    HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_FilterGraph, NULL,
        CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IGraphBuilder, (void **)&pGraph); 

（3）创建Filter Graph Manager之后，根据实际应用，创建完整的Filter链路。此处的Filter可以是调用已有的Filter，或者是调用由用户自行实现的Filter。在Filter之间连接链路的过程就是将对应的Pin进行连接的过程，即为媒体类型的协商过程。无论是输入Pin还是输出Pin，支持的媒体类型都是有限的，需要选择两端都支持的媒体类型，才能实现Pin之间的连接。需要提出的是，连接的过程总是从输出Pin指向输入Pin。

①首先，枚举欲连接的输入Pin上所有的媒体类型，用这些媒体类型与输出Pin进行连接，如果输出Pin也支持某种媒体类型，那么该连接即成功，若在输入Pin上支持的媒体类型都不能被支持，就会转而从输出Pin方进行枚举，如果输出方Pin支持的媒体类型同时也被输入方Pin支持，那么也使该连接成功。如果两次枚举过程都不能成功建立连接，则这两个Pin之间不能进行连接。

    HRESULT CBasePin::AttempConnection(IPin*,const CMediaType*) 

②在建立连接之后，还不能立刻进行数据传输，还需要针对Pin上的内存分配器进行协商。连接双方的Pin之间进行传输的数据单元叫做Sample，Sample是由分配器（Allocator）来管理的。连接两个Filter的Pin必须使用同一个分配器，而具体需要由哪个Pin来创建是需要协商的。

   HRESULT CBaseOutputPin::DecideAllocator(IMemlnputPin*,IMemAllocator)    

（4）在成功构建了一个Filter Graph之后，就可以进行播放了。此时，使用Filter Graph Manager控制Filter graph及在其中的数据流。在这个过程中，应用程序会收到Filter Graph Manager发送的事件，并对这些事件进行响应。

以上就是一个DirectShow应用程序运行的基本过程，在此过程中还牵涉到很多细节，例如在推模式和拉模式两种不同的数据传送模式下，Pin之间数据如何传送的问题等，在本文中没有进行详细说明。