DirectShow作为DirectX的一个子集，它为用户提供了强大、方便的多媒体开接口，而且它拥有直接操作硬件的能力，这使得它的效率远胜于用GDI等图形方式编写的多媒体程序。前面一篇文章已经对DirectShow作了粗略的介绍，阐述了它的原理及一些编程方法。这里结合实践中运用DirectShow实现视频採集（WIN32）来加深对DirectShow的理解和操作能力。
1．系统环境及开发环境
l 系统支持DirectX（Win 2K以上系统）
l VC++ 6.0安装有DirectX SDK（最好与系统支持的DirectX版本号同样）
l 视频採集设备（如USB摄像头，本文以USB PC Camera 310P为例）
2．基本思想
DirectShow的基本原理是多媒体数据在过滤器图表（Filter Graph）中流动，通过过滤器图表中各过滤器（Filter）实如今功能，终于实现多媒体数据在渲染过滤器（Vendering Filters）中的显示和回放。
前面我们已经知道，一般过滤器可分为三类：源过滤器（Source Filters）、转换过滤器（Transform Filters）、渲染过滤器（Vendering Filters）。它们分别完毕数据提供、数据格式转换（压缩编码等）和数据渲染和回放功能。所以，为了实如今WIN32系统下的视频採集，我们首先要构造出一个适当的过滤器图表，然后通过应用程序对过滤器图表的管理来完毕视频採集的功能。
这里我们一般须要2至3个过滤器。为什么这个数字会不准确呢？那是由于一方面系统採集设备的驱动模型是不确定的（一般有WDM和VFW两种）；还有一方面同一採集设备它们的Filter会由于驱动程序的差异造成Filter中引脚（Pin）的不一致；还有就是不同总线的採集设备（PCI、USB、AGP）它们的Filter也是不一致的。比方：同为USB摄像头，有些Filter有两个输出引脚（Capture和Preview）；而有些Filter则仅仅有一个输出引脚（Capture）。这里Preview引脚用来将做视频预览，Capture引脚用来将输入数据以供编码、保存等用处。
这几个过滤器各自是：
l Video Capture Filter 採集设备Filter
l Smart Tee Filter 将没有Preview引脚Filter的Capture引脚分为两支数据流（可选）
l Video Venderer 视频渲染及回放Filter
通过上面3个过滤器，我们能够构造出一个完整的视频採集过滤器图表（如图1）
图1
我们也能够对上面的过滤器图表稍做改动，将它变为一个既能够预览视频，又能够将视频保存为媒体文件的图表（如图2）。
图2
图表构造出来后，接下来就午剩下详细的实现了，我们仅仅需依次构造每一个Filter，然后将各信Filter的Pin按序相连就可以完毕图表的构造。最后，我们通过应用程序向图表发送命令（通过图表管理器完毕）来控制整个视频採集的流程。
3．详细实现
首先我们须要创建几个接口全局变量。
IGraphBuilder *pGraph; //过滤器图表管理器
ICaptureGraphBuilder2 *pBuild; //视频採集过滤器图表
IBaseFilter *pCap; //Video Capture Filter
IBaseFilter *pSmartTee; //Smart Tee Filter
IBaseFilter *pRender; //Video Renderer Filter
IMediaControl *pControl; //用户命令接口，用来控制过滤器图表
IMediaEvent *pEvent; //过滤器图表事件接口
1） 採集设备枚举
在构造Video Capture Filter前，我们必须列举出系统的全部採集设备，然后才干依据列举的设备名称创建Video Capture Filter。列举设备的函数实现例如以下
bool ListCaptureDevices()
{
ICreateDevEnum *pDevEnum = NULL; //设备枚举器Interface
IEnumMoniker *pEnum = NULL; //名称枚举Interface
// Create the System Device Enumerator.
HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_SystemDeviceEnum, NULL,
CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ICreateDevEnum,
reinterpret_cast<void**>(&pDevEnum)); //创建设备枚举COM对象
if (SUCCEEDED(hr))
{
// Create an enumerator for the video capture category.
hr = pDevEnum->CreateClassEnumerator(
CLSID_VideoInputDeviceCategory,
&pEnum, 0); //创建视频採集设备枚举COM对象
}
////////////////////////////////////////////////////////////
IMoniker *pMoniker = NULL;
if(pEnum == NULL)
{
return false; //假设没有设备，返回
}
while (pEnum->Next(1, &pMoniker, NULL) == S_OK) //依次枚举，直至为空
{
IPropertyBag *pPropBag;
hr = pMoniker->BindToStorage(0, 0, IID_IPropertyBag,
(void**)(&pPropBag));
if (FAILED(hr))
{
pMoniker->Release();
continue; // Skip this one, maybe the next one will work.
}
// Find the description or friendly name.
VARIANT varName;
VariantInit(&varName);
hr = pPropBag->Read(L"Description", &varName, 0);
if (FAILED(hr))
{
hr = pPropBag->Read(L"FriendlyName", &varName, 0); //设备友好名称
}
if (SUCCEEDED(hr))
{
// Add it to the application's list box.
char displayName[1024];
WideCharToMultiByte(CP_ACP,0,varName.bstrVal,-1,displayName,1024,"",NULL);
m_nList.AddString(displayName); //字符转换，枚举名称均为UNICODE码
VariantClear(&varName);
}
pPropBag->Release();
pMoniker->Release();
}
return true;
}
2）创建Video Capture Filter
依据枚举出来的设备友好名称（FriendlyName）创建Video Capture Filter。
bool CTest_capDlg::CreateHardwareFilter(const char * friendlyName)
{ //将friendlyName与全部的设备名称依次对照，假设同样，则创建Filter
ICreateDevEnum * enumHardware = NULL;
HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_SystemDeviceEnum,NULL,CLSCTX_ALL
,IID_ICreateDevEnum,(void **)&enumHardware);
if( FAILED(hr) )
{
return false;
}
IEnumMoniker * enumMoniker = NULL;
hr = enumHardware->CreateClassEnumerator(CLSID_VideoInputDeviceCategory,&enumMoniker,0);
if(enumMoniker)
{
enumMoniker->Reset();
ULONG fetched = 0;
IMoniker * moniker = NULL;
char friendlyName[256];
while(!pCap && SUCCEEDED(enumMoniker->Next(1,&moniker,&fetched)) && fetched)
{
if(moniker)
{
IPropertyBag * propertyBag = NULL;
VARIANT name;
friendlyName[0]=0;
hr=moniker->BindToStorage(0,0,IID_IPropertyBag,(void **)&propertyBag);
if(SUCCEEDED(hr))
{
name.vt=VT_BSTR;
hr = propertyBag->Read(L"FriendlyName",&name,NULL);
}
else
return false;
if(SUCCEEDED(hr))
{
WideCharToMultiByte(CP_ACP,0,name.bstrVal,-1,friendlyName,256,NULL,NULL);
moniker->BindToObject(0,0,IID_IBaseFilter,(void **)&pCap);
}
else
return false;
if(propertyBag)
{
propertyBag->Release();
propertyBag=NULL;
}
moniker->Release();
}
}
enumMoniker->Release();
}
enumHardware->Release();
return true;
}
3）创建视频採集过滤器图表
DirectX较高版本号中一般都为开发人员提供了一个ICaptureGraphBuilder2接口，开发人员能够通过它方便地创建视频採集过滤器图表，然后再将它加入到IGraphBuilder图表管理器中（如图3）。
图3
bool InitCaptureGraphBuilder()
{
HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_CaptureGraphBuilder2, NULL,
CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ICaptureGraphBuilder2, (void**)&pBuild);
if(FAILED(hr))
return false;
hr = CoCreateInstance(CLSID_FilterGraph, 0, CLSCTX_INPROC_SERVER,
IID_IGraphBuilder, (void**)&pGraph);
if(FAILED(hr))
{
pBuild->Release();
return false;
}
pBuild->SetFiltergraph(pGraph); ///////////////////// 过滤器图表加入到管理器中
pGraph->QueryInterface(IID_IMediaControl,(void **)&pControl);
pGraph->QueryInterface(IID_IMediaEvent,(void **)&pEvent);
return true;
}
4）创建剩余的Smart Tee和Video Renderer Filter并连接成完整的图表
在创建完Video Capture Filter后，我们须要将Filter加入到过滤器图表中。
pGraph->AddFilter(pCap,L"Capture Filter");
然后，我们创建剩余的Filter并相连就可以，值得注意的是：ICaptureGraphBuilder2为用户提供了一个RenderStream函数，它能够自己主动构建Smart Tee和Video Renderer Filter并将它们连接成一个完整的图表，从而完毕视频採集的功能。
pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, &MEDIATYPE_Video,
pCap, NULL, NULL);
为了说明整个过程，这里我们按部就搬，依次创建各个Filter。
Smart Tee
CoCreateInstance(CLSID_SmartTee,NULL,CLSCTX_INPROC_SERVER,IID_IBaseFilter,(void **)&pSmartTee);
Video Renderer Filter
CoCreateInstance(CLSID_VideoRenderer,NULL,CLSCTX_INPROC_SERVER,IID_IBaseFilter,(void **)&pRender);
创建好各个Filter后，我们依次取得它们的引脚（Pin），将它们按序相连就可以。
IPin * GetSmartTeeInputPin() //取得Smart Tee 输入引脚
{
if(pSmartTee)
{
IPin * pPin;
HRESULT hr = pSmartTee->FindPin(L"Input",&pPin);
if(SUCCEEDED(hr))
{
pPin->Release();
return pPin;
}
}
return NULL;
}
IPin * GetSmartTeeCapturePin() //取得Smart Tee Capture引脚
{
if(pSmartTee)
{
IPin * pPin;
HRESULT hr = pSmartTee->FindPin(L"Capture",&pPin);
if(SUCCEEDED(hr))
{
pPin->Release();
return pPin;
}
}
return NULL;
}
IPin * GetSmartTeePreviewPin() //取得Smart Tee Preview引脚
{
if(pSmartTee)
{
IPin * pPin;
HRESULT hr = pSmartTee->FindPin(L"Preview",&pPin);
if(SUCCEEDED(hr))
{
pPin->Release();
return pPin;
}
}
return NULL;
}
IPin * GetRendererPin() //取得Video Renderer Filter的输入Pin
{
if(pBuild)
{
IPin * pPin;
HRESULT hr = pBuild->FindPin(pRender,PINDIR_INPUT,NULL,NULL,FALSE,0,&pPin);
if(SUCCEEDED(hr))
{
pPin->Release();
return pPin;
}
}
return NULL;
}
将各个引脚按序连接：
IPin * pOut = FindVideoPin(&PIN_CATEGORY_CAPTURE);
IPin * pIn = GetSmartTeeInputPin();
pGraph->Connect(pOut,pIn); //Video Capture Filter’ Capture Pin à Smart Tee’Input Pin
IPin * mOut = GetSmartTeePreviewPin();
IPin * mIn = GetRendererPin();
pGraph->Connect(mOut,mIn); //Smart Tee’s Preview Pin à Video Renderer Filter’s Input Pin
这样，一个完整的视频採集图表管理器就构造完毕了。
5）開始视频採集
通过用户命令接口，我们能够方便的完毕開始，暂停，停止视频採集。
pControl->Run();
pControl->Stop();
4．小结
通过上述视频採集过程的实现，不难发现DirectShow是一个流程清晰，开发easy的多媒体开发工具。我们在使用DirectX为我们提供的Filter构建多媒体功能的同一时候，也能够自己着手创建具备特定功能的Filter。总之，Direct系统还是一个巨大的宝藏，等待着我们去发掘和开採。