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利用DirectShow開發自己的Filter

編輯：關於VC++

學習directshow已經有幾天了，下面將自己的學習心得寫下來，希望對其他的人有幫助。Filter實質是個COM組件，所以學習開發Filter之前你應該對com的知識有點了解。Com組件的實質是一個實現了純虛指針接口的C++對象。關於com的東西，這裡不多講。

一、給vc配置DirectShow的開發環境

無論開發Filter還是開發Dshow的應用程序都要配置一下開發環境的，其實就是包含一下dshow用到的頭文件和動態庫。選擇Tools菜單下面的Options。在彈出的Option對話框配置如下：

圖1 添加頭文件

選擇動態庫文件添加到工程中

圖2 添加動態庫

二、創建工程以及Filter的入口函數

創建工程：

一般情況下，創建Filter使用一個普通的Win32 DLL項目。而且，一般Filter項目不使用MFC。這時，應用程序通過CoCreateInstance函數Filter實例； Filter與應用程序在二進制級別的協作。另外一種方法，也可以在MFC的應用程序項目中創建Filter。

在vc裡新建一個工程，選擇win32動態庫，如下圖

圖3

圖4

這樣生成了一個簡單的DLL，只有一個Dllmain入口函數。下面我要給這個filter添加入口函數了。Filter是個基於DLL的com組件，所以一般的Filter都要實現下面幾個入口函數：

DllMain DllGetClassObject DllCanUnloadNow DllRegisterServer DllUnregisterServer

首先定義導出函數：

要導出這些函數有兩種方法，一是在定義函數時使用導出關鍵字_declspec(dllexport)，另外一種方法是在創建DLL文件時使用模塊定義文件.Def。使用導出函數關鍵字_declspec(dllexport)創建MyDll.dll就是在 .h文件中定義定義函數如下：

extern "C" _declspec(dllexport)BOOL DllRegisterServer; 等等

為了用.def文件創建DLL，往該工程中加入一個文本文件，命名為MyDll.def，再在該文件中加入如下代碼：

LIBRARY MyFilter.ax EXPORTS DllMain PRIVATE DllGetClassObject PRIVATE DllCanUnloadNow PRIVATE DllRegisterServer PRIVATE DllUnregisterServer PRIVATE

其中LIBRARY語句說明該def文件是屬於相應DLL的，EXPORTS語句下列出要導出的函數名稱。我們可以在.def文件中的導出函數後加@n，如Max@1，Min@2，表示要導出的函數順序號，在進行顯式連時可以用到它。該DLL編譯成功後，打開工程中的Debug目錄，同樣也會看到MyDll.dll和MyDll.lib文件。

然後要定義這些函數的實現了，其實這些工作dshow的基類裡都已經替我們做好了，我們所要做的就拿來用就是了，最重要的三個函數的實現一般如下　

STDAPI DllRegisterServer() { 　　return AMovieDllRegisterServer2(TRUE); } STDAPI DllUnregisterServer() { 　　return AMovieDllRegisterServer2(FALSE); } extern "C" BOOL WINAPI DllEntryPoint(HINSTANCE, ULONG, LPVOID); BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD　dwReason,　 LPVOID lpReserved) { 　　 return DllEntryPoint((HINSTANCE)(hModule), dwReason, lpReserved); }

其中DllEntryPoint 是在C:\DX90SDK\Samples\C++\DirectShow\BaseClasses\dllentry.cpp定義的，如果感興趣我們可以去看看它的定義。AMovieDllRegisterServer2函數是在下面 C:\DX90SDK\Samples\C++\DirectShow\BaseClasses\dllsetup.cpp這個文件定義的，具體實現可以自己看看。

到了這裡你恐怕要做點工作，還是要設置一下你的項目環境，否則恐怕你編譯是通不過的，因為你用到了基類的一些東西，所以你要將你的dshow基類的定義和庫文件包含進來。首先包含：

#include Streams.h

其次在Project –Setting菜單下配置自己的Filter輸出的名字和連接的lib文件

圖5

其中library modules裡的包含的動態庫如下

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

此時你編譯一下，好像還是通不過，它提示有一個全局的用於實現COM接口的變量沒有定義，不著急，下面我們就開始實現Filter的com接口。

三、如何實現Filter 的類廠對象

我們知道一個Filter是一個com組件，所以它com特性的實現其實在其基類中實現的，比如IUnknown接口，我們直接從基類派生出我們的Filter後，它就支持com接口了，它就是一個com組件了。

所有的com組件為了實現二進制的封裝，所以連創建的接口都封裝了，因此每個com對象都有個類對象（也叫類廠對象，本身也是com對象，用來創建com組件）來創建com組件。

下面溫習一下com組件的創建過程，其中涉及到幾個函數：

當客戶端要創建一個com組件時，它通過底層的COM API函數 CoGetClassObject（）使用SCM的服務，這個函數請SCM把一個指針綁定到客戶端請求的com組件的類對象上，其實在CoGetClassObject（）裡它裝載了該DLL的庫，通過該dll的導出函數DllGetClassObject（）；DllGetClassObject根據客戶端提供的com組件CLASSID，返回該com組件類對象的指針。下面com組件的創建和SCM無關了。

客戶端利用組件的類對象（類廠對象）的IClassFactory::CreateInstance方法創建com組件。

Filter在這裡使用了一個類廠模板類來當作Filter的類廠對象。下面看看類廠在DShow是怎麼工作的。

類廠對象也是一個com組件。本來DllGetClassObject是應該由我們自己完成一個函數，在directshow基類裡已經完成了，我們不用管它了。它的功能就是來尋找這個DLL中的類廠對象，看是否有符合客戶端請求的類廠對象。

DLL裡聲明了一個全局的類廠模板數組，當DllGetClassObject請求類廠對象的時候，它就搜索這個數組，看是否有和CLSID匹配的類廠對象。當它找到一個匹配的CLSID，它就創建一個類廠對象，然後講類廠指針返回給CoGetClassObject，然後客戶端可以根據返回去的類廠指針，調用 IClassFactory::CreateInstance方法創建組件，類廠就根據數組裡定義的方法創建com組件。

factory template包含下列變量：

const WCHAR * m_Name; // Name const CLSID * m_ClsID; // CLSID LPFNNewCOMObject m_lpfnNew; // Function to create an instance of the component LPFNInitRoutine m_lpfnInit; // Initialization function (optional) const AMOVIESETUP_FILTER * m_pAMovieSetup_Filter; // Set-up information (for filters)

其中的兩個函數指針m_lpfnNew and m_lpfnInit使用下面的定義：

typedef CUnknown *(CALLBACK *LPFNNewCOMObject)(LPUNKNOWN pUnkOuter, HRESULT *phr); typedef void (CALLBACK *LPFNInitRoutine)(BOOL bLoading, const CLSID *rclsid);

你可以參照如下的方式定義你的類廠對象：

CUnknown * WINAPI CMyFilter::CreateInstance(LPUNKNOWN pUnk, HRESULT *pHr) {　　　CMyFilter *pFilter = new CMyFilter(NAME("my Filter"), pUnk, pHr); 　　if (pFilter== NULL) 　　{ 　　　　*pHr = E_OUTOFMEMORY; 　　} 　　return pFilter; }

你可以聲明自己的類廠數組如下：

CFactoryTemplate g_Templates[1] = { 　　{ 　　　L"my filter",　// Name 　　　&CLSID_MYFilter,　// CLSID 　　　CMyFilter::CreateInstance,　// Method to create an instance of MyComponent 　　　NULL,　// Initialization function 　　　&sudInfTee　// Set-up information (for filters) 　　} }; int g_cTemplates = sizeof(g_Templates) / sizeof(g_Templates[0]);

如果在這個com組件中你要支持多個filter，你可以在這個數組中繼續添加就是了。

四、如何實現自己的 Filter

在這裡就要講如何創建自己的Filter了，下面我們以寫一個CTransformFilter為例：

1、選擇一個基類，聲明自己的類。

創建filter很簡單，你只要根據自己的需要選擇不同的基類Filter派生出自己的Filter，它就已經支持com特性了。

從邏輯上考慮，在寫Filter之前，選擇一個合適的Filter基類是至關重要的。為此，你必須對幾個Filter的基類有相當的了解。在實際應用中，Filter的基類並不總是選擇CBaseFilter的。相反，因為我們絕大部分寫的都是中間的傳輸Filter（Transform Filter），所以基類選擇CTransformFilter和CTransInPlaceFilter的居多。如果我們寫的是源Filter，我們可以選擇CSource作為基類；如果是Renderer Filter，可以選擇CBaseRenderer或CBaseVideoRenderer等。

總之，選擇好Filter的基類是很重要的。當然，選擇Filter的基類也是很靈活的，沒有絕對的標准。能夠通過CTransformFilter實現的Filter當然也能從CBaseFilter一步一步實現。

下面筆者就從本人的實際經驗出發，對Filter基類的選擇提出幾點建議供大家參考。首先，你必須明確這個Filter要完成什麼樣的功能，即要對Filter項目進行需求分析。請盡量保持Filter實現的功能的單一性。如果必要的話，你可以將需求分解，由兩個（或者更多的）功能單一的Filter去實現總的功能需求。

其次，你應該明確這個Filter大致在整個Filter Graph的位置，這個Filter的輸入是什麼數據，輸出是什麼數據，有幾個輸入Pin、幾個輸出Pin等等。你可以畫出這個Filter的草圖。弄清這一點十分重要，這將直接決定你使用哪種“模型”的Filter。比如，如果Filter僅有一個輸入Pin和一個輸出Pin，而且一進一處的媒體類型相同，則一般采用CTransInPlaceFilter作為Filter的基類；如果媒體類型不一樣，則一般選擇CTransformFilter作為基類。

再者，考慮一些數據傳輸、處理的特殊性要求。比如Filter的輸入和輸出的Sample並不是一一對應的，這就一般要在輸入Pin上進行數據的緩存，而在輸出Pin上使用專門的線程進行數據處理。這種情況下，Filter的基類選擇CSource為宜（雖然這個Filter並不是源Filter）。當Filter的基類選定了之後，Pin的基類也就相應選定了。接下去，就是Filter和Pin上的代碼實現了。有一點需要注意的是，從軟件設計的角度上來說，應該將你的邏輯類代碼同Filter的代碼分開。下面，我們一起來看一下輸入Pin的實現。你需要實現基類所有的純虛函數，比如CheckMediaType等。在CheckMediaType內，你可以對媒體類型進行檢驗，看是否是你期望的那種。因為大部分Filter采用的是推模式傳輸數據，所以在輸入Pin上一般都實現了Receive方法。有的基類裡面已經實現了Receive，而在Filter類上留一個純虛函數供用戶重載進行數據處理。這種情況下一般是無需重載Receive方法的，除非基類的實現不符合你的實際要求。而如果你重載了Receive方法，一般會同時重載以下三個函數EndOfStream、BeginFlush和EndFlush。我們再來看一下輸出Pin的實現。一般情況下，你要實現基類所有的純虛函數，除了CheckMediaType進行媒體類型檢查外，一般還有DecideBufferSize以決定Sample使用內存的大小，GetMediaType提供支持的媒體類型。

最後，我們看一下Filter類的實現。首先當然也要實現基類的所有純虛函數。除此之外，Filter還要實現CreateInstance以提供COM的入口，實現NonDelegatingQueryInterface以暴露支持的接口。如果我們創建了自定義的輸入、輸出Pin，一般我們還要重載GetPinCount和GetPin兩個函數。

這裡我主要為了舉例，所以簡單寫的filter沒有Pin接口，但在我的demo裡的Filter，卻是有個out pin和一個input pin。我的Filter類的定義如下：

class CMyFilter :　public CCritSec, public CBaseFilter { public: 　　CMyFilter(TCHAR *pName,LPUNKNOWN pUnk,HRESULT *hr); 　　virtual ~CMyFilter(); 　　static CUnknown * WINAPI CreateInstance(LPUNKNOWN pUnk, HRESULT *phr); 　　CBasePin *GetPin(int n); 　　int GetPinCount(); }

注：因為基類是一個純虛的基類，所以在你的filter一定要派生一個其中的純虛函數，否則編譯器會提示你的派生類也是一個純虛類，你在創建這個com組件對象的時候，純虛類是沒法創建對象的。

2、給自己的Filter生成一個CLSID

你可以用Guidgen or Uuidgen給自己的Filter生成一個128位的ID號，然後利用DEFINE_GUID宏在Filter的頭文件聲明該Filter的CLSID;

[myFilter.h] // {1915C5C7-02AA-415f-890F-76D94C85AAF1} DEFINE_GUID(CLSID_MYFilter, 0x1915c5c7, 0x2aa, 0x415f, 0x89, 0xf, 0x76, 0xd9, 0x4c, 0x85, 0xaa, 0xf1);

這個CLSID_MYFilter在類廠數組用到，在注冊Filter時也要用到。

3、CMyFilter類的簡單實現

這個類純粹為了演示用，所以特別簡單，你可以參考我的demo，那個filter寫的功能比較全。

CMyFilter::CMyFilter(TCHAR *pName,LPUNKNOWN pUnk,HRESULT *hr) 　　　　　　:CBaseFilter(NAME("my filter"), pUnk, this, CLSID_MYFilter) { } CMyFilter::~CMyFilter() {} // Public method that returns a new instance. CUnknown * WINAPI CMyFilter::CreateInstance(LPUNKNOWN pUnk, HRESULT *pHr) {　　　CMyFilter *pFilter = new CMyFilter(NAME("my Filter"), pUnk, pHr); 　　if (pFilter== NULL) 　　{ 　　　　*pHr = E_OUTOFMEMORY; 　　} 　　return pFilter; } CBasePin * CMyFilter::GetPin(int n) { 　 return NULL; } int CMyFilter::GetPinCount() { 　　 return 0; }

這樣基本上就實現了一個filter，但是這個filter沒有與之相聯系的PIN，但是實現Filter的基本過程就時這樣了，至於邏輯上的東西，比如Filter和pin如何連接，數據流是如何流動的，你都要去看看sdk了，按照上面的步驟你就可以寫一個Filter的框架出來。

下面我們總結一下寫一個Filter至少需要那些東西。

1、Filter的實現類

在這裡就是CMyFilter類，在這個類裡你可以實現自己的邏輯上的功能，包括定義你的filter的特性，給你的filter配備pin接口等。

2 com組件的引出函數，五個全局函數：

DllMain //dll的入口函數 DllGetClassObject //獲得com組件的類廠對象 DllCanUnloadNow //com組件是否可以卸載 DllRegisterServer //注冊com組件 DllUnregisterServer //卸載com組件其中DllGetClassObject 已經由基類完成，你自己只要完成三個函數即可， DllMain，DllRegisterServer，DllUnregisterServer。

3、com組件的類廠對象

類廠對象是用來生成Filter對象的，用的模板類定義了一個全局的模板類對象數組，一般格式如下：

CFactoryTemplate g_Templates[1] = { 　　{ 　　　L"my filter",　// Name 　　　&CLSID_MYFilter,　// CLSID 　　　CMyFilter::CreateInstance,　// Method to create an instance of MyComponent 　　　NULL,　// Initialization function 　　　&sudInfTee　　// Set-up information (for filters) 　　} }; int g_cTemplates = sizeof(g_Templates) / sizeof(g_Templates[0]);

4、關於你自己定義的Filter以及Pin的信息

這些是一個全局的結構變量，用於描述你的Filter和你定義的pin，在注冊Filter的時候會用到，如下：

AMOVIESETUP_FILTER 描述一個Filter AMOVIESETUP_PIN 描述pin AMOVIESETUP_MEDIATYPE 描述數據類型

下面的代碼描述了一個Filter帶有一個output PIN：

static const WCHAR g_wszName[] = L"Some Filter"; AMOVIESETUP_MEDIATYPE sudMediaTypes[] = { 　　{ &MEDIATYPE_Video, &MEDIASUBTYPE_RGB24 }, 　　{ &MEDIATYPE_Video, &MEDIASUBTYPE_RGB32 }, }; AMOVIESETUP_PIN sudOutputPin = { 　　L"",　// Obsolete, not used. 　　FALSE,　// Is this pin rendered? 　　TRUE,　// Is it an output pin? 　　FALSE,　// Can the filter create zero instances? 　　FALSE,　// Does the filter create multiple instances? 　　&GUID_NULL,　// Obsolete. 　　NULL,　// Obsolete. 　　2,　// Number of media types. 　　sudMediaTypes　 // Pointer to media types. }; AMOVIESETUP_FILTER sudFilterReg = { 　　&CLSID_SomeFilter,　// Filter CLSID. 　　g_wszName,　// Filter name. 　　MERIT_NORMAL,　// Merit. 　　1,　// Number of pin types. 　　&sudOutputPin　　// Pointer to pin information. };