編寫C++程序使DirectShow進行視頻捕捉

視頻捕捉Graph的構建
一個能夠捕捉音頻或者視頻的graph圖都稱之為捕捉graph圖。捕捉graph圖比一般的文件回放graph圖要復雜許多，dshow提供了一個Capture Graph Builder COM組件使得捕捉graph圖的生成更加簡單。Capture Graph Builder提供了一個ICaptureGraphBuilder2接口，這個接口提供了一些方法用來構建和控制捕捉graph。
首先創建一個Capture Graph Builder對象和一個graph manger對象，然后用filter graph manager 作參數，調用ICaptureGraphBuilder2::SetFiltergraph來初始化Capture Graph Builder?？聪旅娴拇a吧：

HRESULT InitCaptureGraphBuilder(IGraphBuilder **ppGraph,      //Receives the pointer                 ICaptureGraphBuilder2 **ppBuilder)           //Receives the pointer {   if(!ppGraph || !ppBuilder)   {     return E_POINTER;   }    IGraphBuilder *pGraph = NULL;   ICaptureGraphBuilder2 *pBuild = NULL;   //Create the Capture Graph Builder   HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_CaptureGraphBuilder2, NULL,                      CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ICaptureGraphBuilder2,                      (void**)&pGraph);    if(SECCEEDED(hr))   {     //Create the Filter Graph Manager     hr = CoCreateInstance(CLSID_FilterGraph, 0, CLSCTX_INPROC_SERVER,                      IID_IGraphBuilder, (void**)&pGraph);     if(SECCEEDED(hr))     {       //Initialize the Capture Graph Builder       pBuild->SetFiltergraph(pGraph);       //Return both interface pointers to the caller       *ppBuild = pBuild;       *ppGraph = pGraph;   //The caller must release both interface       return S_OK;     }     else      {       pBuild->Release();     }   }   return hr;     //Failed }

視頻捕捉的設備
現在許多新的視頻捕捉設備都采用的是WDM驅動方法，在WDM機制中，微軟提供了一個獨立于硬件設備的驅動，稱為類驅動程序。驅動程序的供應商提供的驅動程序稱為minidrivers。Minidrivers提供了直接和硬件打交道的函數，在這些函數中調用了類驅動。
在directshow的filter圖表中，任何一個WDM捕捉設備都是做為一個WDM Video Capture過濾器（Filter）出現。WDM Video Capture過濾器根據驅動程序的特征構建自己的filter

Direcshow中視頻捕捉的Filter Pin的種類

捕捉Filter一般都有兩個或多個輸出pin，他們輸出的媒體類型都一樣，比如預覽pin和捕捉pin，因此根據媒體類型就不能很好的區別這些pin。此時就要根據pin的功能來區別每個pin了，每個pin都有一個GUID，稱為pin的種類。
如果想仔細的了解pin的種類，請看后面的相關內容Working with Pin Categories。對于大多數的應用來說，ICaptureGraphBuilder2提供了一些函數可以自動確定pin的種類。
預覽pin和捕捉pin

視頻捕捉Filter都提供了預覽和捕捉的輸出pin，預覽pin用來將視頻流在屏幕上顯示，捕捉pin用來將視頻流寫入文件。

預覽pin和輸出pin有下面的區別：
1 為了保證捕捉pin對視頻楨流量，預覽pin必要的時候可以停止。
2 經過捕捉pin的視頻楨都有時間戳，但是預覽pin的視頻流沒有時間戳。

預覽pin的視頻流之所以沒有時間戳的原因在于filter圖表管理器在視頻流里加一個很小的latency，如果捕捉時間被認為就是render時間的話，視頻renderFilter就認為視頻流有一個小小的延遲，如果此時render filter試圖連續播放的時候，就會丟楨。去掉時間戳就保證了視頻楨來了就可以播放，不用等待，也不丟楨。

預覽pin的種類GUID為PIN_CATEGORY_PREVIEW
捕捉pin的種類GUID為PIN_CATEGORY_CAPTURE

Video Port pin
Video Port是一個介于視頻設備（TV）和視頻卡之間的硬件設備。同過Video Port，視頻數據可以直接發送到圖像卡上，通過硬件的覆蓋，視頻可以直接在屏幕顯示出來。Video Port就是連接兩個設備的。
使用Video Port的最大好處是，不用CPU的任何工作，視頻流直接寫入內存中。
如果捕捉設備使用了Video Port，捕捉Filter就用一個video port pin代替預覽pin。

video port pin的種類GUID為PIN_CATEGORY_VIDEOPORT

一個捕捉filter至少有一個Capture pin，另外，它可能有一個預覽pin 和一個video port pin，或者兩者都沒有，也許filter有很多的capture pin，和預覽pin，每一個pin都代表一種媒體類型，因此一個filter可以有一個視頻capture pin，視頻預覽pin，音頻捕捉pin，音頻預覽pin。

Upstream WDM Filters
在捕捉Filter之上，WDM設備可能需要額外的filters，下面就是這些filter

TV Tuner Filter
TV Audio Filter.
Analog Video Crossbar Filter

盡管這些都是一些獨立的filter，但是他們可能代表的是同一個硬件設備，每個filter都控制設備的不同函數，這些filter通過pin連接起來，但是在pin中沒有數據流動。因此，這些pin 的連接和媒體類型無關。他們使用一個GUID值來定義一個給定設備的minidriver，例如：TV tuner Filter 和video capture filter都支持同一種medium。

在實際應用中，如果你使用ICaptureGraphBuilder2來創建你的capture graphs，這些filters就會自動被添加到你的graph中。更多的詳細資料，可以參考WDM Class Driver Filters。

選擇一個視頻捕捉設備（Select capture device）

如何選擇一個視頻捕捉設備，可以采用系統設備枚舉，詳細資料參見Using the System Device Enumerator 。enumerator可以根據filter的種類返回一個設備的monikers。Moniker是一個com對象，可以參見IMoniker的SDK。

對于捕捉設備，下面兩種類是相關的。

CLSID_AudioInputDeviceCategory 音頻設備
CLSID_VideoInputDeviceCategory 視頻設備

下面的代碼演示了如何枚舉一個視頻捕捉設備

ICreateDevEnum *pDevEnum = NULL; IEnumMoniker *pEnum = NULL;  //Create the system device enumerator HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_SystemDeviceEnum, NULL,                CLSCT_INPROC_SERVER, IID_ICreateDevEnum,                 reinterpret_cast<void**>(&pDevEnum));  if(SUCCEEDED(hr)) {   //創建一個枚舉器，枚舉視頻設備   hr = pDevEnum->CreateClassEnumerator(CLSID_VideoInputDeviceCategory,                      &pEnum, 0); }

IEnumMoniker接口pEnum返回一個IMoniker接口的列表，代表一系列的moniker，你可以顯示所有的設備，然后讓用戶選擇一個。
采用IMoniker::BindToStorage方法，返回一個IPropertyBag接口指針。然后調用IPropertyBag::Read讀取moniker的屬性。下面看看都包含什么屬性：

1 FriendlyName 是設備的名字
2 Description 屬性僅僅適用于DV和D-VHS/MPEG攝象機，如果這個屬性可用，這個屬性更詳細的描述了設備的資料
3DevicePath 這個屬性是不可讀的，但是每個設備都有一個獨一無二的。你可以用這個屬性來區別同一個設備的不同實例

下面的代碼演示了如何顯示遍歷設備的名稱，接上面的代碼

HWND hList;     //Handle to the list box IMoniker *pMoniker = NULL; while(pEnum->Next(1, &pMoniker, NULL) == S_OK) {   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   }   VARIANT varName;   hr = pPropBag->Read(L"Description", &varName, 0);   if(FAILED(hr))   {     hr = pPropBag->Read(L"FriendlyName", &varName, 0);   }   if(SECCEEDED(hr))   {     //Add it to the application's list box     USES_CONVERSION;     (long)SendMessage(hList, LB_ADDSTRING, 0, (LPARAM)OLE2T(varName.bstrVal));     VariantClear(&varName);   }    pPropBag->Release();   pMoniker->Release(); }

如果用戶選中了一個設備調用IMoniker::BindToObject為設備生成filter，然后將filter加入到graph中。

IBaseFilter *pCap = NULL; hr = pMoniker->BindToObject(0, 0, IID_IBaseFilter, (void**)&pCap); if(SECCEEDED(hr)) {   hr = m_pGraph->AddFilter(pCap, L"Capture Filter");

為了創建可以預覽視頻的graph，可以調用下面的代碼：

ICaptureGraphBuilder2 *pBuild;   //Capture Graph Builder //Initialize pBuild(not shown) ... IBaseFilter *pCap;                 //Video capture filter hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_PREVIEW, &MEDIATYPE_Video,                         pCap, NULL, NULL); }

如何捕捉視頻流并保存到文件（Capture video to File）

1 將視頻流保存到AVI文件

AVI Mux filter接收從capture pin過來的視頻流，然后將其打包成AVI流。音頻流也可以連接到AVI Mux Filter上，這樣mux filter就將視頻流和視頻流合成AVI流。File writer將AVI流寫入到文件中。
可以像下面這樣構建graph圖

IBaseFilter *pMux; hr = pBuild->SetOutputFileName(&MEDIASUBTYPE_Avi,      //Specifies AVI for the target file                 L"C://Example.avi",       //File name                 &pMux,                  //Receives a pointer to the mux                 NULL);    //(Optional)Receives a pointer to the file sink

第一個參數表明文件的類型，這里表明是AVI，第二個參數是制定文件的名稱。對于AVI文件，SetOutputFileName函數會創建一個AVI mux Filter 和一個 File writer Filter ，并且將兩個filter添加到graph圖中，在這個函數中，通過File Writer Filter 請求IFileSinkFilter接口，然后調用IFileSinkFilter::SetFileName方法，設置文件的名稱。然后將兩個filter連接起來。第三個參數返回一個指向 AVI Mux的指針，同時，它也通過第四個參數返回一個IFileSinkFilter參數，如果你不需要這個參數，你可以將這個參數設置成NULL。
然后，你應該調用下面的函數將capture filter 和AVI Mux連接起來。

hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE,     //Pin category              &MEDIATYPE_Video,     //Media type              pCap,     //Capture filter              NULL,     //Intermediate filter(optional)              pMux);     //Mux or file sink filter //Release the mux filter pMux->Release();

第5個參數就是使用的上面函數返回的pMux指針。
當捕捉音頻的時候，媒體類型要設置為MEDIATYPE_Audio，如果你從兩個不同的設備捕捉視頻和音頻，你最好將音頻設置成主流，這樣可以防止兩個數據流間drift，因為avi mux filter為同步音頻，會調整視頻的播放速度的。為了設置master 流，調用IConfigAviMux::SetMasterStream方法，可以采用如下的代碼：

IConfigAviMux *pConfigMux = NULL; hr = pMux->QueryInterface(IID_IConfigAviMux, (void**)&pConfigMux); if(SUCCEEDED(hr)) {   pConfigMux->SetMasterStream(1);   pConfigMux->Release(); }

SetMasterStream的參數指的是數據流的數目，這個是由調用RenderStream的次序決定的。例如，如果你調用RenderStream首先用于視頻流，然后是音頻，那么視頻流就是0，音頻流就是1。
添加編碼filter

IBaseFilter *pEncoder; //Add it to the filter graph pGraph->AddFilter(pEncoder, L"Encode"); //Render the stream hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, &MEDIATYPE_Video,               pCap, pEncoder, pMux); pEncoder->Release();

2 將視頻流保存成wmv格式的文件

為了將視頻流保存成并編碼成windows media video （WMV）格式的文件，將capture pin連到WM ASF Writer filter。

構建graph圖最簡單的方法就是將在ICaptureGraphBuilder2::SetOutputFileName方法中指定MEDIASUBTYPE_Asf的filter。如下

IBaseFilter *pASFWriter = 0; hr = pBuild->SetOutputFileName(&MEDIASUBTYPE_Asf,    //Create a windows media file                 L"C://VidCap.wmv",        //File name                 &pASFWriter,       //Receives a pointer to the filter                 NULL);        //Receives an IFileSinkFilter interface pointer(optional)

參數MEDIASUBTYPE_Asf 告訴graph builder，要使用wm asf writer作為文件接收器，于是，pbuild 就創建這個filter，將其添加到graph圖中，然后調用IFileSinkFilter::SetFileName來設置輸出文件的名字。第三個參數用來返回一個ASF writer指針，第四個參數用來返回文件的指針。

在將任何pin連接到WM ASF Writer之前，一定要對WM ASF Writer進行一下設置，你可以同過WM ASF Writer的IConfigAsfWriter接口指針來進行設置。

IConfigAsfWriter *pConfig = 0; hr = pASFWriter->QueryInterface(IID_IConfigAsfWriter, (void**)&pConfig); if(SUCCEEDED(hr)) {   //Configure the ASF Writer filter   pConfig->Release(); }

然后調用ICaptureGraphBuilder2::RenderStream將capture Filter 和 ASF writer連接起來：

hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE,     //Capture pin              &MEDIATYPE_Video,       //Video. Use MEDIATYPE_Audio for audio              pCap,     //Pointer to the capture filter              0,               pASFWriter);   //Pointer to the sink filter(ASF Filter)

3保存成自定義的文件格式
如果你想將文件保存成自己的格式，你必須有自己的 file writer。看下面的代碼：

IBaseFilter *pMux = 0; IFileSinkFilter *pSink = 0; hr = pBuild->SetOutputFileName(&CLSID_MyCustomMuxFilter,   //開發自己的Filter                 L"C://VidCap.avi", &pMux, &pSink);

4如何將視頻流保存進多個文件
當你將視頻流保存進一個文件后，如果你想開始保存第二個文件，這時，你應該首先將graph停止，然后通過IFileSinkFilter::SetFileName改變 File Writer 的文件名稱。注意，IFileSinkFilter指針你可以在SetOutputFileName時通過第四個參數返回的。
看看保存多個文件的代碼：

IBaseFilter *pMux = 0; IFileSinkFilter *pSink = 0; hr = pBuild->SetOutputFileName(&MEDIASUBTYPE_Avi,                  L"C://YourFileName.avi", &pMux, &pSink); if(SUCCEEDED(hr)) {   hr = pBuild->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE, &MEDIATYPE_Video,                         pCap, NULL, pMux);   if(SUCCEEDED(hr))   {     pControl->Run();     pControl->Stop();     //Change the file name and run the graph again     pSink->SetFileName(L"YourFileName02.avi", 0);     pControl->Run();   }    pMux->Release();   pSink->Release(); }