利用 DirectShow 开发自己的 Filter

学习directshow已经有几天了，下面将自己的学习心得写下来，希望对其他的人有帮助。 Filter实质是个COM组件，所以学习开发Filter之前你应该对com的知识有点了解。Com组件的实质是一个实现了纯虚指针接口的C++对象。关于com的东西，这里不多讲。
一、给vc配置DirectShow的开发环境
无论开发Filter还是开发Dshow的应用程序都要配置一下开发环境的，其实就是包含一下dshow用到的头文件和动态库。 选择Tools菜单下面的Options。在弹出的Option对话框配置如下：



图1 添加头文件
选择动态库文件添加到工程中



图2 添加动态库
二、创建工程以及Filter的入口函数
创建工程：
一般情况下，创建Filter使用一个普通的Win32 DLL项目。而且，一般Filter项目不使用MFC。这时，应用程序通过CoCreateInstance函数Filter实例； Filter与应用程序在二进制级别的协作。另外一种方法，也可以在MFC的应用程序项目中创建Filter。
在vc里新建一个工程，选择win32动态库，如下图



图3



图4
这样生成了一个简单的DLL，只有一个Dllmain入口函数。下面我要给这个filter添加入口函数了。 Filter是个基于DLL的com组件，所以一般的Filter都要实现下面几个入口函数：

1.

DllMain

2.

DllGetClassObject

3.

DllCanUnloadNow

4.

DllRegisterServer

5.

DllUnregisterServer

首先定义导出函数：

要导出这些函数有两种方法，一是在定义函数时使用导出关键字_declspec(dllexport)，另外一种方法是在创建DLL文件时使用模块定义文件.Def。使用导出函数关键字_declspec(dllexport)创建MyDll.dll就是在 .h文件中定义定义函数如下：

1.

extern

"C"

_declspec(

dllexport

)

BOOL

DllRegisterServer; 等等

为了用.def文件创建DLL，往该工程中加入一个文本文件，命名为MyDll.def，再在该文件中加入如下代码：

1.

LIBRARY MyFilter.ax

2.

EXPORTS

3.

DllMain PRIVATE

4.

DllGetClassObject PRIVATE

5.

DllCanUnloadNow PRIVATE

6.

DllRegisterServer PRIVATE

7.

DllUnregisterServer PRIVATE

其中LIBRARY语句说明该def文件是属于相应DLL的，EXPORTS语句下列出要导出的函数名称。我们可以在.def文件中的导出函数后加@n，如Max@1，Min@2，表示要导出的函数顺序号，在进行显式连时可以用到它。该DLL编译成功后，打开工程中的Debug目录，同样也会看到MyDll.dll和MyDll.lib文件。

然后要定义这些函数的实现了，其实这些工作dshow的基类里都已经替我们做好了，我们所要做的就拿来用就是了，最重要的三个函数的实现一般如下　

01.

STDAPI DllRegisterServer()

02.

{

03.

return

AMovieDllRegisterServer2(TRUE);

04.

}

05.

STDAPI DllUnregisterServer()

06.

{

07.

return

AMovieDllRegisterServer2(FALSE);

08.

}

09.

extern

"C"

BOOL

WINAPI DllEntryPoint(

HINSTANCE

,

ULONG

,

LPVOID

);

10.

BOOL

APIENTRY DllMain(

HANDLE

hModule,

DWORD

 

dwReason,  

LPVOID

lpReserved)

11.

{

12.

return

DllEntryPoint((

HINSTANCE

)(hModule),dwReason,lpReserved);

13.

 

14.

}

其中DllEntryPoint 是在C:\DX90SDK\Samples\C++\DirectShow\BaseClasses\dllentry.cpp定义的，如果感兴趣我们可以去看看它的定义。 AMovieDllRegisterServer2函数是在下面 C:\DX90SDK\Samples\C++\DirectShow\BaseClasses\dllsetup.cpp这个文件定义的，具体实现可以自己看看。

到了这里你恐怕要做点工作，还是要设置一下你的项目环境，否则恐怕你编译是通不过的，因为你用到了基类的一些东西，所以你要将你的dshow基类的定义和库文件包含进来。首先包含：

1.

#include Streams.h

其次在Project –Setting菜单下配置自己的Filter输出的名字和连接的lib文件



图5

其中library modules里的包含的动态库如下

c:\DX90SDK\Samples\C++\DirectShow\BaseClasses\debug\strmbasd.lib msvcrtd.lib quartz.lib vfw32.lib winmm.lib kernel32.lib advapi32.lib version.lib largeint.lib user32.lib gdi32.lib comctl32.lib ole32.lib olepro32.lib oleaut32.lib uuid.lib

此时你编译一下，好像还是通不过，它提示有一个全局的用于实现COM接口的变量没有定义，不着急，下面我们就开始实现Filter的com接口。

三、如何实现Filter 的类厂对象

我们知道一个Filter是一个com组件，所以它com特性的实现其实在其基类中实现的，比如IUnknown接口，我们直接从基类派生出我们的Filter后，它就支持com接口了，它就是一个com组件了。

所有的com组件为了实现二进制的封装，所以连创建的接口都封装了，因此每个com对象都有个类对象（也叫类厂对象，本身也是com对象，用来创建com组件）来创建com组件。

下面温习一下com组件的创建过程，其中涉及到几个函数：

1.当客户端要创建一个com组件时，它通过底层的COM API函数 CoGetClassObject（）使用SCM的服务，这个函数请SCM把一个指针绑定到客户端请求的com组件的类对象上，其实在CoGetClassObject（）里它装载了该DLL的库，通过该dll的导出函数DllGetClassObject（）；DllGetClassObject根据客户端提供的com组件CLASSID，返回该com组件类对象的指针。下面com组件的创建和SCM无关了。

2.客户端利用组件的类对象（类厂对象）的IClassFactory::CreateInstance方法创建com组件。

Filter在这里使用了一个类厂模板类来当作Filter的类厂对象。下面看看类厂在DShow是怎么工作的。 　

类厂对象也是一个com组件。本来DllGetClassObject是应该由我们自己完成一个函数，在directshow基类里已经完成了，我们不用管它了。它的功能就是来寻找这个DLL中的类厂对象，看是否有符合客户端请求的类厂对象。

DLL里声明了一个全局的类厂模板数组，当DllGetClassObject请求类厂对象的时候，它就搜索这个数组，看是否有和CLSID匹配的类厂对象。当它找到一个匹配的CLSID，它就创建一个类厂对象，然后讲类厂指针返回给CoGetClassObject，然后客户端可以根据返回去的类厂指针，调用 IClassFactory::CreateInstance方法创建组件，类厂就根据数组里定义的方法创建com组件。

factory template包含下列变量：

1.

const

WCHAR

* m_Name;

// Name

2.

const

CLSID * m_ClsID;

// CLSID

3.

LPFNNewCOMObject m_lpfnNew;

// Function to create an instance of the component

4.

LPFNInitRoutine m_lpfnInit;

// Initialization function (optional)

5.

const

AMOVIESETUP_FILTER * m_pAMovieSetup_Filter;

// Set-up information (for filters)

其中的两个函数指针m_lpfnNew and m_lpfnInit使用下面的定义：

1.

typedef

CUnknown *(CALLBACK *LPFNNewCOMObject)(LPUNKNOWN pUnkOuter,

HRESULT

*phr);

2.

typedef

void

(CALLBACK *LPFNInitRoutine)(

BOOL

bLoading,

const

CLSID *rclsid);

你可以参照如下的方式定义你的类厂对象：

01.

CUnknown * WINAPI CMyFilter::CreateInstance(LPUNKNOWN pUnk,

HRESULT

*pHr)

02.

{ 

03.

CMyFilter *pFilter =

new

CMyFilter(NAME(

"my Filter"

),pUnk,pHr);

04.

if

(pFilter== NULL)

05.

{

06.

*pHr = E_OUTOFMEMORY;

07.

}

08.

return

pFilter;

09.

}

你可以声明自己的类厂数组如下：

01.

CFactoryTemplate g_Templates[1] =

02.

{

03.

{

04.

L

"my filter"

,               

// Name

05.

&CLSID_MYFilter,            

// CLSID

06.

CMyFilter::CreateInstance,  

// Method to create an instance of MyComponent

07.

NULL,                          

// Initialization function

08.

&sudInfTee                           

// Set-up information (for filters)

09.

}

10.

};

11.

int

g_cTemplates =

sizeof

(g_Templates) /

sizeof

(g_Templates[0]);

如果在这个com组件中你要支持多个filter，你可以在这个数组中继续添加就是了。

四、如何实现自己的 Filter

在这里就要讲如何创建自己的Filter了，下面我们以写一个CTransformFilter为例：

1、选择一个基类，声明自己的类。

创建filter很简单，你只要根据自己的需要选择不同的基类Filter派生出自己的Filter，它就已经支持com特性了。

从逻辑上考虑，在写Filter之前，选择一个合适的Filter基类是至关重要的。为此，你必须对几个Filter的基类有相当的了解。在实际应用中，Filter的基类并不总是选择CBaseFilter的。相反，因为我们绝大部分写的都是中间的传输Filter（Transform Filter），所以基类选择CTransformFilter和CTransInPlaceFilter的居多。如果我们写的是源Filter，我们可以选择CSource作为基类；如果是Renderer Filter，可以选择CBaseRenderer或CBaseVideoRenderer等。

总之，选择好Filter的基类是很重要的。当然，选择Filter的基类也是很灵活的，没有绝对的标准。能够通过CTransformFilter实现的Filter当然也能从CBaseFilter一步一步实现。

下面笔者就从本人的实际经验出发，对Filter基类的选择提出几点建议供大家参考。首先，你必须明确这个Filter要完成什么样的功能，即要对Filter项目进行需求分析。请尽量保持Filter实现的功能的单一性。如果必要的话，你可以将需求分解，由两个（或者更多的）功能单一的Filter去实现总的功能需求。

其次，你应该明确这个Filter大致在整个Filter Graph的位置，这个Filter的输入是什么数据，输出是什么数据，有几个输入Pin、几个输出Pin等等。你可以画出这个Filter的草图。弄清这一点十分重要，这将直接决定你使用哪种“模型”的Filter。比如，如果Filter仅有一个输入Pin和一个输出Pin，而且一进一处的媒体类型相同，则一般采用CTransInPlaceFilter作为Filter的基类；如果媒体类型不一样，则一般选择CTransformFilter作为基类。

再者，考虑一些数据传输、处理的特殊性要求。比如Filter的输入和输出的Sample并不是一一对应的，这就一般要在输入Pin上进行数据的缓存，而在输出Pin上使用专门的线程进行数据处理。这种情况下，Filter的基类选择CSource为宜（虽然这个Filter并不是源Filter）。当Filter的基类选定了之后，Pin的基类也就相应选定了。接下去，就是Filter和Pin上的代码实现了。有一点需要注意的是，从软件设计的角度上来说，应该将你的逻辑类代码同Filter的代码分开。下面，我们一起来看一下输入Pin的实现。你需要实现基类所有的纯虚函数，比如CheckMediaType等。在CheckMediaType内，你可以对媒体类型进行检验，看是否是你期望的那种。因为大部分Filter采用的是推模式传输数据，所以在输入Pin上一般都实现了Receive方法。有的基类里面已经实现了Receive，而在Filter类上留一个纯虚函数供用户重载进行数据处理。这种情况下一般是无需重载Receive方法的，除非基类的实现不符合你的实际要求。而如果你重载了Receive方法，一般会同时重载以下三个函数EndOfStream、BeginFlush和EndFlush。我们再来看一下输出Pin的实现。一般情况下，你要实现基类所有的纯虚函数，除了CheckMediaType进行媒体类型检查外，一般还有DecideBufferSize以决定Sample使用内存的大小，GetMediaType提供支持的媒体类型。

最后，我们看一下Filter类的实现。首先当然也要实现基类的所有纯虚函数。除此之外，Filter还要实现CreateInstance以提供COM的入口，实现NonDelegatingQueryInterface以暴露支持的接口。如果我们创建了自定义的输入、输出Pin，一般我们还要重载GetPinCount和GetPin两个函数。

这里我主要为了举例，所以简单写的filter没有Pin接口，但在我的demo里的Filter，却是有个out pin和一个input pin。我的Filter类的定义如下：

01.

class

CMyFilter : 

public

CCritSec,

public

CBaseFilter

02.

{

03.

public

:

04.

CMyFilter(

TCHAR

*pName,LPUNKNOWN pUnk,

HRESULT

*hr);

05.

virtual

~CMyFilter();

06.

static

CUnknown * WINAPI CreateInstance(LPUNKNOWN pUnk,

HRESULT

*phr);

07.

CBasePin *GetPin(

int

n);

08.

int

GetPinCount(); 

09.

}

注：因为基类是一个纯虚的基类，所以在你的filter一定要派生一个其中的纯虚函数，否则编译器会提示你的派生类也是一个纯虚类，你在创建这个com组件对象的时候，纯虚类是没法创建对象的。

2、给自己的Filter生成一个CLSID

你可以用Guidgen or Uuidgen给自己的Filter生成一个128位的ID号，然后利用DEFINE_GUID宏在Filter的头文件声明该Filter的CLSID;

1.

[myFilter.h]

2.

// {1915C5C7-02AA-415f-890F-76D94C85AAF1}

3.

DEFINE_GUID(CLSID_MYFilter,

4.

0x1915c5c7,0x2aa,0x415f,0x89,0xf,0x76,0xd9,0x4c,0x85,0xaa,0xf1);

这个CLSID_MYFilter在类厂数组用到，在注册Filter时也要用到。

3、CMyFilter类的简单实现

这个类纯粹为了演示用，所以特别简单，你可以参考我的demo，那个filter写的功能比较全。

01.

CMyFilter::CMyFilter(

TCHAR

*pName,LPUNKNOWN pUnk,

HRESULT

*hr)

02.

:CBaseFilter(NAME(

"my filter"

),pUnk,

this

,CLSID_MYFilter)

03.

{ }

04.

CMyFilter::~CMyFilter()

05.

{}

06.

 

07.

// Public method that returns a new instance.

08.

CUnknown * WINAPI CMyFilter::CreateInstance(LPUNKNOWN pUnk,

HRESULT

*pHr)

09.

{ 

10.

CMyFilter *pFilter =

new

CMyFilter(NAME(

"my Filter"

),pUnk,pHr);

11.

if

(pFilter== NULL)

12.

{

13.

*pHr = E_OUTOFMEMORY;

14.

}

15.

return

pFilter;

16.

}

17.

 

18.

CBasePin * CMyFilter::GetPin(

int

n)

19.

{

20.

return

NULL;

21.

}

22.

int

CMyFilter::GetPinCount()

23.

{

24.

return

0;

25.

}

这样基本上就实现了一个filter，但是这个filter没有与之相联系的PIN，但是实现Filter的基本过程就时这样了，至于逻辑上的东西，比如Filter和pin如何连接，数据流是如何流动的，你都要去看看sdk了，按照上面的步骤你就可以写一个Filter的框架出来。

下面我们总结一下写一个Filter至少需要那些东西。

1、Filter的实现类

在这里就是CMyFilter类，在这个类里你可以实现自己的逻辑上的功能，包括定义你的filter的特性，给你的filter配备pin接口等。

2 com组件的引出函数，五个全局函数：

1.

DllMain

//dll的入口函数

2.

DllGetClassObject

//获得com组件的类厂对象

3.

DllCanUnloadNow

//com组件是否可以卸载

4.

DllRegisterServer

//注册com组件

5.

DllUnregisterServer

//卸载com组件

6.

其中DllGetClassObject 已经由基类完成，你自己只要完成三个函数即可，

7.

DllMain，DllRegisterServer，DllUnregisterServer。

3、com组件的类厂对象

类厂对象是用来生成Filter对象的，用的模板类定义了一个全局的模板类对象数组，一般格式如下：

01.

CFactoryTemplate g_Templates[1] =

02.

{

03.

{

04.

L

"my filter"

,               

// Name

05.

&CLSID_MYFilter,            

// CLSID

06.

CMyFilter::CreateInstance,  

// Method to create an instance of MyComponent

07.

NULL,                          

// Initialization function

08.

&sudInfTee                           

// Set-up information (for filters)

09.

}

10.

};

11.

int

g_cTemplates =

sizeof

(g_Templates) /

sizeof

(g_Templates[0]);

4、关于你自己定义的Filter以及Pin的信息

这些是一个全局的结构变量，用于描述你的Filter和你定义的pin，在注册Filter的时候会用到，如下：

1.

AMOVIESETUP_FILTER 描述一个Filter

2.

AMOVIESETUP_PIN 描述pin

3.

AMOVIESETUP_MEDIATYPE 描述数据类型

下面的代码描述了一个Filter带有一个output PIN：

01.

static

const

WCHAR

g_wszName[] = L

"Some Filter"

;

02.

AMOVIESETUP_MEDIATYPE sudMediaTypes[] = {

03.

{ &MEDIATYPE_Video,&MEDIASUBTYPE_RGB24 },

04.

{ &MEDIATYPE_Video,&MEDIASUBTYPE_RGB32 },

05.

};

06.

AMOVIESETUP_PIN sudOutputPin = {

07.

L

""

,           

// Obsolete,not used.

08.

FALSE,         

// Is this pin rendered?

09.

TRUE,          

// Is it an output pin?

10.

FALSE,         

// Can the filter create zero instances?

11.

FALSE,         

// Does the filter create multiple instances?

12.

&GUID_NULL,    

// Obsolete.

13.

NULL,          

// Obsolete.

14.

2,             

// Number of media types.

15.

sudMediaTypes  

// Pointer to media types.

16.

};

17.

 

18.

AMOVIESETUP_FILTER sudFilterReg = {

19.

&CLSID_SomeFilter,     

// Filter CLSID.

20.

g_wszName,             

// Filter name.

21.

MERIT_NORMAL,          

// Merit.

22.

1,                     

// Number of pin types.

23.

&sudOutputPin          

// Pointer to pin information.

24.

};

最后如果你还是调试通不过，看看你是否包含了下面的头文件：

1.

#include < streams.h>

2.

#include < initguid.h>

3.

#include < tchar.h>

4.

#include < stdio.h>