DirectShow 图形过滤(Filter)管理器介绍

Filter Graph Manager也是一个COM组件，它是DirectShow的控制中心，它控制Filter的运行。它有以下几个功能：

• 协调各个Filter的状态。Filter有运行，暂停，停止三种状态，在Filter Graph中，各个Filter的状态必须协调一到，否则会引起冲突。Filter Graph Manager互责协调各个Filter的状态。
• 提供一个参考时间，用以同步音频流和视频流。
• 提供一套用于建立Filter Graph的方法
• 与应用程序进行交互，它会将Filter Graph内部发生的事件，通过消息的方式通知应用程序。

这里对每一种功能都作了简要的描述。

• 状态改变（State changes）：筛选器中的状态更改必须按特定顺序发生。因此，应用程序不会直接向过滤器发出状态更改命令。相反，它向过滤器图形管理器发出一个命令，后者将命令分发给每个过滤器。查找的工作方式与此类似：应用程序将醒询命令发送给过滤器图形管理器，后者将其分发给过滤器。
• 参考时钟(Reference clock)。图中的所有过滤器使用相同的时钟，称为参考时钟。基准时钟确保所有流都是同步的。应该呈现视频帧或音频样本的时间称为呈现时间。呈现时间是相对于基准时钟测量的。滤波器图管理器选择一个参考时钟，通常是声卡上的时钟或系统时钟。
• 图表事件(Graph events)。过滤器图管理器使用事件队列通知应用程序过滤器图中发生的事件。这种机制类似于Windows消息循环。
• 图形构建方法(Graph-building methods)。过滤器图管理器为应用程序提供了向图中添加过滤器、将过滤器连接到其他过滤器以及断开过滤器连接的方法。

DiretShow常用过滤器(filter)

• IGraphBuilder：为应用程序提供创建过滤器图表的方法。
• IMediaControl：提供控制过滤器图表中多媒体数据流的方法，包括运行、暂停和停止。
• IMediaEventEx：继承自IMediaEvent接口，处理过滤器图表的事件。
• IVideoWindow：用于设置多媒体播放器窗口的属性，应用程序可以用它来设置窗口的所有者、位置和尺寸等属性。
• IBasicAudio：用于控制音频流的音量和平衡。
• IBasicVideo：用于设置视频特性，如视频显示的目的区域和源区域。
• IMediaSeeking：提供搜索数据流位置和设置播放速率的方法。
• IMediaPosition：用于寻找数据流的位置。
• IVideoFrameStep：用于步进播放视频流，可使DirectShow应用程序，包括DVD播放器一次只播放一帧视频。

媒体类型（Media Type）

媒体类型使用结构体AM_MEDIA_TYPE表示：

　　媒体类型是描述数字媒体格式的一种通用的可扩展方式。两个过滤器相连时，必须使用一致的媒体类型，否则这两个过滤器就不能相连。媒体类型能识别上一级过滤器传送给下一级过滤器的数据类型，并对数据进行分类。

　　实际在很多应用程序中，用户根本不需要担心媒体类型的问题，DirectShow会处理好所有的细节。但有些应用程序需要对媒体类型进行操作。媒体类型一般可以有两种表示：AM_MEDIA_TYPE和CMediaType。前者是一个结构，后者是从这个结构继承过来的类。

typedef struct _AMMediaType {
  GUID     majortype;
  GUID     subtype; 
  BOOL     bFixedSizeSamples;
  BOOL     bTemporalCompression;
  ULONG    lSampleSize;
  GUID     formattype;
  IUnknown *pUnk;
  ULONG    cbFormat;
  BYTE     *pbFormat;
} AM_MEDIA_TYPE;

　　每个AM_MEDIA_TYPE由三部分组成：Major type、Subtype和Format type。这三个部分都使用GUID（全局唯一标识符）来唯一标示。

• Major type主要定性描述一种媒体类型，这种媒体类型可以是视频、音频、未解析的字节流或MIDI数据等等；
• Subtype进一步细化媒体类型，如果是视频的话可以进一步指定是RGB-24，还是RGB-32，或是UYVY等,如果是音频类型 ，可以是PCM音频，MPEG-1负载等。Subtype提供了比 Major type更多的信息，但它并没有定义有关格式的所有信息。例如，视频子类型没有定义图像大小或帧速率，这些其实是通过 format block来描述。
  -Format block 详细描述格式的数据块。AM_MEDIA_TYPE结构的pbFormat成员指向格式块，用于描述此数据块。

pbFormat成员的类型为void*，因为格式块的布局根据媒体类型而变化。例如，PCM audio使用WAVEFORMATEX 。视频使用各种结构，包括VIDEOINFOHEADER和VIDEOINFOHEADER2。AM_MEDIA_TYPE结构体的formattype成员是一个GUID，用于指定格式块中包含的结构。每个格式结构都分配了一个GUID。cbFormat成员指定格式块的大小。在取消引用pbFormat指针之前，请始终检查这些值。

　　如果媒体类型的三个部分都指定了某个具体的GUID值，则称这个媒体类型是完全指定的；如果媒体类型的三个部分中有任何一个值是GUID_NULL，则称这个媒体类型是不完全指定的。GUID_NULL具有通配符的作用。

AM_MEDIA_TYPE也包含一些可选字段。这些可用于提供附加信息，但不要求过滤器使用它们：

• lSampleSize：如果此字段不为零，则定义每个采样（sample）的大小。如果为零，则表示采样大小可能因采样而异。
• bFixedSizeSamples：如果此布尔标志为TRUE，则表示lSampleSize中的值有效。否则，应该忽略lSampleSize。
• bTemporalCompression：如果此布尔标志为FALSE，则表示所有帧都是关键帧。

下面是一段媒体类型检查的示例代码：

HRESULT CheckMediaType(AM_MEDIA_TYPE *pmt)
{
    if (pmt == NULL) return E_POINTER;

    // Check the major type. We're looking for video.
    if (pmt->majortype != MEDIATYPE_Video)
    {
        return VFW_E_INVALIDMEDIATYPE;
    }

    // Check the subtype. We're looking for 24-bit RGB.
    if (pmt->subtype != MEDIASUBTYPE_RGB24)
    {
        return VFW_E_INVALIDMEDIATYPE;
    }

    // Check the format type and the size of the format block.
    if ((pmt->formattype == FORMAT_VideoInfo) &&
         (pmt->cbFormat >= sizeof(VIDEOINFOHEADER) &&
         (pmt->pbFormat != NULL))
    {
        // Now it's safe to coerce the format block pointer to the
        // correct structure, as defined by the formattype GUID.
        VIDEOINFOHEADER *pVIH = (VIDEOINFOHEADER*)pmt->pbFormat;

        // Examine pVIH (not shown). If it looks OK, return S_OK.
        return S_OK;
    }

    return VFW_E_INVALIDMEDIATYPE;
}