一、 總覽：

Graph、Filter、Pin、Simple

Graph：可以理解為媒體處理的流程圖。

Filter：可以理解為媒體處理流程圖中的一個(gè)步驟。

Pin：可以理解為媒體處理各個(gè)步驟之間的數(shù)據(jù)流節(jié)點(diǎn)。

Simple：可以理解為各個(gè)形態(tài)的數(shù)據(jù)。

Filter的分類：

· source filter:將數(shù)據(jù)從源（比如媒體文件）引入Graph。

· transform filter：數(shù)據(jù)流入、改變、流出。

· Renderer filters：把最終結(jié)果展現(xiàn)給用戶。

· splitter filter：比如把一個(gè)媒體流分解為視頻和音頻。

· mux filter：和splitter filter相反。

1. Graph Manager

主要對(duì)處于同一個(gè)Graph的Filter(s)進(jìn)行統(tǒng)一的管理。

比如：

· 各個(gè)Filter的狀態(tài)切換

· 建立同步時(shí)鐘

· 事件回發(fā)

· 創(chuàng)建

為什么要統(tǒng)一管理狀態(tài)切換？

因?yàn)樘幱谕籊raph中的各個(gè)Filter的狀態(tài)切換往往需要遵循嚴(yán)格的先后順序。所以一般通過(guò)發(fā)送命令給Graph Manager的方式進(jìn)行各Filter的狀態(tài)變更。

為什么要建立同步時(shí)鐘？

比如聲像需要同步。

2. Media Types

結(jié)構(gòu)體AM_MEDIA_TYPE定義了媒體類型。

主要包含如下結(jié)構(gòu)：

· Major type: 由一個(gè)GUID來(lái)表示。通常包含音視頻、未知流、MIDI等等。

· Subtype: 由一個(gè)GUID來(lái)表示。Major type為視頻，則子類型可以包括RGB-24, RGB-32, UYVY

· Format block: 說(shuō)明圖形尺寸、幀率等信息。如果Major type為視頻，sub type為RGB-24，則Format block的信息會(huì)被自動(dòng)辨識(shí)。

3. Sample和Allocator

需要注意的是，各個(gè)filter之間并不直接傳送它們各自進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)的指針。它們通過(guò)一個(gè)暴露IMemAllocator接口的Com組件來(lái)分配內(nèi)存。填充了數(shù)據(jù)的內(nèi)存被封裝到Sample里面。各個(gè)Filter真正使用的是Sample。Sample通常包含：

· 內(nèi)存指針

· 時(shí)間戳

· 標(biāo)識(shí)

· 媒體類型（可選）

這里當(dāng)一個(gè)Filter使用Sample的時(shí)候，它同時(shí)掌握這個(gè)Sample的引用計(jì)數(shù)，這樣就有效杜絕了資源爭(zhēng)用現(xiàn)象的發(fā)生。

4. Filter Graph中的硬件

硬件被封裝到Filter中，任何與硬件的交互都轉(zhuǎn)化為與Filter的交互。

二、 Graph-Building 組件

Filter Graph Manager.

Capture Graph Builder：設(shè)計(jì)的初衷是視頻捕獲,但是可以衍生很多用途。

Filter Mapper and System Device Enumerator：枚舉可用的filter.

DVD Graph Builder

Video Control

1. 智能拼接

1) 如果在Graph里面有一個(gè)沒(méi)有輸入的Filter，那么Graph在完成自己的時(shí)候，就會(huì)考慮這個(gè)Filter。如果有一個(gè)已有的Filter的流出恰好與這個(gè)沒(méi)有輸入的Filter的流入相匹配，則將這兩個(gè)Filter連接。

2) Graph在完成自己的過(guò)程中也會(huì)查找所有注冊(cè)過(guò)的Filter與當(dāng)前非終點(diǎn)Filter的流出進(jìn)行匹配。注冊(cè)的Filter會(huì)有一個(gè)權(quán)值，作為Graph進(jìn)行連接嘗試的優(yōu)先級(jí)依據(jù)。

步驟：

1) 使用IStreamBuilder（如果pin實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口，但大多數(shù)情況沒(méi)有）。（否則2）

2) 查找被緩存的Filter。（否則3）

3) 查找Graph現(xiàn)有的Filter。（否則4）

4) 查找所有注冊(cè)了的Filter。

2. 關(guān)鍵方法

IFilterGraph::ConnectDirect:直接連接兩個(gè)Filter，如不成功，返回失敗。

IGraphBuilder::Connect：連接兩個(gè)Filter，如果可能，直接連接，否則通過(guò)中間Filter(s)進(jìn)行連接。

IGraphBuilder::Render：你自己建立了一系列從源開(kāi)始的Filter，基于這些Filter(s)完成Graph。

IGraphBuilder::RenderFile：從一個(gè)文件開(kāi)始完成Graph.

IFilterGraph::AddFilter:向Graph中添加一個(gè)Filter

通過(guò)這些方法，你可以：

1、 由Graph Manager建立整個(gè)Graph。（通過(guò)RenderFile）

2、 由Graph Manager建立部分Graph。（比如你想自己寫(xiě)一個(gè)AVI文件，當(dāng)然也可以通過(guò)Render來(lái)生成預(yù)覽）

3、 完全手動(dòng)建立整個(gè)Graph。（需要自己AddFilter，還需要自己Connect）。

三、 Direct Show 數(shù)據(jù)流概述

1. 關(guān)鍵接口（方法）

IMediaSample：對(duì)Filter之間使用的內(nèi)存的封裝。

IMemAllocator::GetBuffer：從allocator獲取Buffer（即ImediaSimple的實(shí)現(xiàn)對(duì)象）

摘要：

由于Render會(huì)按照時(shí)間戳來(lái)Render數(shù)據(jù)，所以它會(huì)一直占用它的上一級(jí)Filter流入的Simple，直到時(shí)間戳所標(biāo)識(shí)的時(shí)間到達(dá)。所以當(dāng)上一級(jí)Filter用完了allocator的Simple池中的Simple時(shí)，會(huì)阻塞而不處理，進(jìn)而反向影響到更上一級(jí)的Filters，從而使它們變?yōu)榈却臓顟B(tài)。同時(shí)由于時(shí)間戳對(duì)于Render的時(shí)間上的要求，所有上級(jí)Render都必須在Simple的時(shí)間戳標(biāo)識(shí)的時(shí)間到達(dá)之前處理完自己對(duì)于該Simple的動(dòng)作。

2. Transport（傳送）

· Push Model（推送模型）：上層filter（pin-out）將處理好的數(shù)據(jù)推送給下層filter(pin-in)。下層filter在需要數(shù)據(jù)的時(shí)候通過(guò)IMemInputPin::Receive來(lái)獲取數(shù)據(jù)。

· Pull Model（抓取模型）：下層filter(pin-in)在需要數(shù)據(jù)的時(shí)候，通過(guò)IAsyncReader異步向上層filter請(qǐng)求數(shù)據(jù)。（通常用于視頻文件的回放）

3. Samples and Allocators

1) 引用計(jì)數(shù)

上層Filter(pin-out)通過(guò)IMemAllocator::GetBuffer向Allocator申請(qǐng)Simple，如果此時(shí)沒(méi)有Simple的引用計(jì)數(shù)為0，則說(shuō)明Allocator的Simple池中沒(méi)有可用的Simple，則GetBuffer的調(diào)用會(huì)被阻塞。一旦Simple池中出現(xiàn)可用的Simple，則先前阻塞的GetBuffer放行，并獲取一個(gè)引用計(jì)數(shù)變?yōu)?的Simple。此Simple處理后，傳遞給下層Filter(pin-in)，下層Filter如果在Receive方法中處理Simple，則它與上層Filter的處理處于同一線程中，Simple的引用計(jì)數(shù)不會(huì)變化，如果下層Filter需要通過(guò)創(chuàng)建線程異步使用上層推入的Simple進(jìn)行處理，則該Simple的引用計(jì)數(shù)會(huì)加1，變?yōu)?.之后如果上層Filter的推送線程結(jié)束，則Simple的引用計(jì)數(shù)減1，變?yōu)?.

2) 提交和撤銷(xiāo)Allocator

IMemAllocator::Commit,在被調(diào)用之前，所有的GetBuffer無(wú)效，

調(diào)用IMemAllocator::Decommit之后，所有的GetBuffer調(diào)用無(wú)效.

4. Filter 狀態(tài)變化

Filter狀態(tài)的變化由Graph Manager進(jìn)行控制。

所有的狀態(tài)變化都是自低（Render Filter）向上（Source Filter）進(jìn)行的。比如暫停的時(shí)候，Render Filter會(huì)首先暫停，這時(shí)候Render之上的Filter中都會(huì)存有未能推送的Simple，此時(shí)相當(dāng)于在各個(gè)Filter之前都堆積了一些等待處理的數(shù)據(jù)。沿著Render向上的Filter逐個(gè)暫停，直到Source。當(dāng)狀態(tài)從暫停變化為開(kāi)始的時(shí)候，Render會(huì)首先變化為開(kāi)始狀態(tài)，處理在它之前堆積的數(shù)據(jù)，并釋放那些被占用的Simple。然后逐步向上直到Source,Source在能夠獲取Simple之后，數(shù)據(jù)繼續(xù)流入Graph，整個(gè)Graph進(jìn)入開(kāi)始狀態(tài)。