DirectShow SDK学习笔记：智慧的鱼整理

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"DirectShow SDK 学习笔记智慧的鱼" 这是一份由智慧的鱼编写的关于DirectShow SDK的学习笔记，总计200多页，由中华视频网编辑整理。这份笔记详尽地介绍了DirectShow的基础知识以及如何在实际应用中使用DirectShow进行多媒体处理。 DirectShow是微软提供的一种用于多媒体处理的SDK，它主要用于音频和视频的捕获、播放、编辑等任务。笔记首先从绪言开始，引导读者进入DirectShow的世界。在"基础"章节中，讲解了如何设置DSHOW的开发环境，通过一个简单的例子展示了DirectShow的使用。接着，对DirectShow进行了概述，解释了FILTERGRAPH及其组成，这是DirectShow的核心概念，用来描述媒体数据流的处理路径。笔记深入到FILTERGRAPH的构建，详细描述了数据流在FILTERGRAPH中的流动机制，以及如何处理事件通知。此外，还讨论了DirectShow中的时钟系统，这对于同步和控制多媒体流非常重要。动态删除或增加FILTER的能力使得DirectShow能适应不同的运行时需求。PLUG-IN DISTRIBUTORS部分可能涉及到了扩展性和自定义过滤器的实现。在"应用"章节，笔记侧重于实际编程中的使用技巧。如何在GRAPHEDIT工具中模拟构建FILTERGRAPH，以及在代码中实现这些功能，如视频渲染、事件处理、系统设备和过滤器的枚举。此外，还详细介绍了如何在Graph图中枚举对象，如何添加、连接和管理过滤器，以及如何利用CaptureGraphBuilder这样的工具类来构建复杂的多媒体处理流程。这份笔记不仅适合初学者，也对有一定经验的开发者有参考价值，因为它提供了DirectShow开发的全面指导，包括基础理论和实践经验，有助于开发者快速理解和掌握DirectShow SDK的使用。

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置好标识，然后就将 sample 传递给下一个 Filter。

当一个 renderfilter 接收到一个 sample 时，它就检查该 sample 的时间戳，直到 Fliter Graph

的参考时钟表明该数据可用播放，Filter 就开始播放该数据。当数据播放完毕，Filter 释放

sample，直到所有的 Filter 都释放对该 sample 的引用，该 sample 的引用计数为 0 时，这个 sample

才返回到 sample 池。

有时也许数据流的上游对 buffer 的填充比播放要快，即使这样，render Filter 也要按照时

间戳播放数据，这样 sample 池中的 sample 数量就少，从而填充的速度减慢。

上面描述了在流中只有一个 allocator 的情景，实际上，在每条数据流中总是有好几个

allocator，当一个 sample 被释放的时候，也许此时有好几个 allocator 都在等着该 sample，这

就有新的问题了，也许有的 alloctor 永远都不能被分配 sample，陷入互锁状态。下面的图就演

示了这种情形，Decoder 有数据需要压缩，因此它在等待 Renderer 释放 sample，但是，Parser

也在请求 sample，它在等待 decoder 释放 sample。

具体参加 help

2 传输

传输传输

传输（

（（

（Transports）

））

）

为了在过滤器图表中传送媒体数据，DirectShow 过滤器需要支持一些协议，称之为传输协议

（transport）。相连的过滤器必须支持同样的传输协议，否则不能交换媒体数据。

大多数的 DirectShow 过滤器把媒体数据保存在主存储器中，并通过引脚把数据提交给其

它的过滤器，这种传输称为局部存储器传输（local memory transport）。虽然局部存储器传输

在 DirectShow 中最常用，但并不是所有的过滤器都使用它。例如，有些过滤器通过硬件传送

媒体数据，引脚只是用来提交控制信息，如 IOverlay 接口。

DirectShow 为局部存储器传输定义了两种机制：推模式（push model）和拉模式（pull model）。

在推模式中，源过滤器生成数据并提交给下一级过滤器。下一级过滤器被动的接收数据，完

成处理后再传送给再下一级过滤器。在拉模式中，源过滤器与一个分析过滤器相连。分析过

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滤器向源过滤器请求数据后，源过滤器才传送数据以响应请求。推模式使用的是

IMemInputPin 接口

接口接口

接口，

，，

，拉模式使用

拉模式使用拉模式使用

拉模式使用 IAsyncReader 接口，推模式比拉模式要更常用。

3 Samples 和

和和

和 Allocators

当一个 pin 向另一个 pin 传递数据的时候，它并不是直接将内存块的指针传递下一个 pin，实

际上，它将传递一个管理内存的 com 对象的指针给下一个 pin。这个 com 对象称为 media

sample。暴露了 IMediaSample 接口。接收 pin 通过调用 IMediaSample 的方法来对内存进行操

作，比如方法 IMediaSample::GetSize, IMediaSample::GetActualDataLength 以及

IMediaSample::GetPointer。

Sample 一般都是从源 filter 开始，通过输出 pin 传递到下一个 filter 的输入 pin，一路传递

下去一直到 render filter。在拉模式中，输出 pin 通过调用输入 pin 上的 IMemInputPin::Receive

方法传递 sample，输入 pin 或者在 Receive 函数同步处理数据，或者另外采用一个工作线程异

步出来的方式。如果在 Recive 方法中需要等待资源的话，也可以阻塞。

另外一个 com 对象，叫做 allocator，用来创建和管理 sample 的。暴露了 IMemAllocator 接

口。当一个 filter 需要一个空的 buffer 的时候，就可以调用 IMemAllocator::GetBuffer，该方

法返回一个指向 sample 的指针。每一个 pin 连接都共享一个 allocator，当两个 pin 连接的时候，

他们会决定由哪个 filter 来提供 allocator，通过 pin 还可以设置 allocator 的属性，例如，buffer

的数量和大小。

下面的图表显示了 allocator，sample 和 filter 之间的关系。

Media sample 引用计数

引用计数引用计数

引用计数

Allocator 创建了一个 sample 池。因此，当某个 Filter 调用 GetBuffer 函数时，一些 sample

被使用，其他空闲的 sample 可以响应。Allocator 通过引用计数来跟踪 samples。Filter 调用

Getbuffer 返回的 sample 的引用计数是 1。当 sample 的引用计数为 0 时，sample 就返回内存池，

成为空闲的 sample，可以再次响应 Getbuffer 的调用。如果所有的 sample 都处于繁忙状态，

Getbuffer 就会阻塞，直到有一个 sample 空闲。

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例如，假设一个输入 pin 接到一个 sample，如果它在 Receive 方法里同步的处理这个

sample，没有增加该 sample 的引用计数，等到 Receive 返回后，输出 pin 就释放这个 sample，

引用计数为 0，sample 就返回到内存池中。如果输入 pin 的线程还要处理该 sample，引用计

数增加 1，成为 2，输出 pin 返回，释放，计数成 1。

当一个输入 pin 接收一个 sample 时，它可以将数据复制到另一个 sample 中，也可以将这

个 sample 传递到下一个 Filter。一个 sample 可以流遍整个 filter graph。不过引用计数要保持大

于 0。当一个输出 pin 调用了 Release 以后，就不应该再次使用该 sample，因为也许下游还有

filter 正在使用该 sample。输出 pin 必须调用 GetBuffer 获取新的 sample。

这种机制减少了内存分配的，因为 buffer 可以重用。也防止了数据没有被处理的 sample

被重新写入。

当一个 Filter 创建一个 allocator 的时候，allocator 还没有保留任何的内存，如果这个时候

有人 Getbuffer，就会失败。只有当数据流开始的时候，输出 pin 调用 IMemAllocator::Commit，

提交 allocator，现在才能分配内存。

当数据流停止的时候，pin 就调用 IMemAllocator::Decommit,来销毁 allocator。在 allocator

再次 committ 之前，所有调用 GetBuffer 方法都会失败。当然，如果有一个 GetBuffer 阻塞调

用在等待 sample 的时候，遇到 Decommit 方法，会立即返回一个错误码。

4 Filter 的状态

的状态的状态

的状态

Filter 有三种状态，停止，暂停，运行。

过滤器图表管理器

过滤器图表管理器过滤器图表管理器

过滤器图表管理器控制着 Filter 的所有状态的转换。当应用程序调用 IMediaControl::Run,

IMediaControl::Pause, or IMediaControl::Stop 时，过滤器图表管理器就调用 Filter 相应的

IMediaFilter 方法。停止，运行状态的切换总是要经过暂停，因此，当一个应用程序对一个停

止的 Graph 调用 RUN 命令时，过滤器图表管理器

过滤器图表管理器过滤器图表管理器

过滤器图表管理器在 run 之前首先要暂停。

对于大多数的 filter 来说，running 和 paused 状态是一样的。看下面的 Graph

Source > Transform > Renderer

当一个 Filter 停止时，它拒绝发送给它的任何 samples，源 filter 关闭他们的 stream 线程，其他

filter 也关闭他们创建的其他线程，pin decommit 他们的内存分配器。

过滤器图表管理器按照逆流的方向来切换 Filter 的状态，从 Renderer Filter 到源 filter，这

种方式可以防止死锁。最关键的状态切换是暂停和停止之间。

从停止到暂停，当 filter 暂停时，它就做好了接收 sample 的准备，源 filter 是最后一个切

换到暂停的。它开始创建 streaming 线程，发送 sample，因为下游的 filter 的状态都已经切换

到暂停了，所以，所有的 filter 都可以接收 sample。只有当所有的 flter 都接收到 sample，过滤

器图表管理器才算完成了状态的切换

从暂停到停止。当一个 filter 停止时，它要释放它拥有的所有的 samples。当图表管理器

试图停掉上游的一个 filter 时，这个 filter 不会阻塞在 Getbuffer 和 receive 方法里，它会立即响

应 stop 命令。上游的 filter 也许在执行 stop 命令前还会讲少量的 sample 传递下去，但是下游

的 filter 会拒绝的，因为他们已经停止了。

5 拉

拉拉

拉 PULL 模式

模式模式

模式

在 IMemInputPin 接口中

接口中接口中

接口中，上游的 flter 决定了发送什么样的数据，然后将数据推给下游

的 filter。但在另外的场合，拉模式更适合。下游的 filter 向上游的 filter 请求数据，数据依然

是从上游到下游，从输出 pin 到输入 pin，但是下游的 filter 主导着数据的流动。这种类型的连

接采用的是 IAsyncReader 接口

拉模式的典型应用的文件的回放，例如在一个 AVI 文件的回放 graph 中，Async File Source

Filter 就担负着从文件中读取数据，然后将数据以字节流的方式发送给下面的 filter。

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1.7 事件通知机制（Event Notification）

1 概述

概述概述

概述

当某个事件发生时，比如数据流结束，产生一个错误等，Filter 就给 Filter 图表管理器发

送一个事件通知。Filter 图表管理器处理其中的一部分事件，另一部分交给应用程序处理。如

果图表管理器没有处理一个 filter 事件，它就把事件通知放入到一个队列中，图表管理器也可

以将自己的事件通知放进队列中。

应用程序可以自己处理队列中的事件，dshow 中的事件通知就和 windows 的消息机制差

不多，filter，图表管理器和应用程序通过这种机制就可以互相通信。

2 Retrieving Events

Filter 图表管理器暴露了三个接口用来处理事件通知

IMediaEventSink Filter 用这个接口来 post 事件。

IMediaEvent 应用程序利用这个接口来从队列中查询消息

IMediaEventEx 是 imediaevent 的扩展。

Filter 都是通过调用图表管理器的 IMediaEventSink::Notify 方法来通知图表管理器某种事件

发生。事件通知包括一个事件 code，这个 code 不仅仅代表了事件的类型，还包含两个 DWORD

类型的参数用来传递一些其他的信息。

关于事件 code 的内容，在下面的一个专题中列出，这里暂略，使用时可以参考帮助。

应用程序通过调用图表管理器的 IMediaEvent::GetEvent 方法来从事件队列中获取事件。如

果有事件发生，该函数就返回一个事件码和两个参数，如果没有事件，则一直阻塞直到有事

件发生和超过某个时间。调用 GetEvent 函数后，应用程序必须调用

IMediaEvent::FreeEventParams 来释放事件码所带参数的资源。例如，某个参数可能是由 filter

graph 分配的内存。

下面的代码演示了如何从事件队列中提取事件

long evCode, param1, param2;

HRESULT hr;

while (hr = pEvent->GetEvent(&evCode, &param1, &param2, 0), SUCCEEDED(hr))

{

switch(evCode)

{

// Call application-defined functions for each

// type of event that you want to handle.

}

hr = pEvent->FreeEventParams(evCode, param1, param2);

}

为了重载 Filter 图表管理器对事件的缺省处理，你可以使用某个事件码做参数调用

IMediaEvent::CancelDefaultHandling ，这样就可以屏蔽图表管理器对某个事件码的处理了。

如果要恢复图表管理器对该事件码的缺省处理，可以调用

IMediaEvent::RestoreDefaultHandling。如果图表管理器对某个事件码没有缺省的处理，调用

这两个函数是不起作用的。

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3 事件是如何发生的

事件是如何发生的事件是如何发生的

事件是如何发生的

为了处理事件，应用程序需要一种机制来获取正在队列中等待的事件。Filter 图表管理器提供

了两种方法。

1 窗口通知，图表管理器发送开发者自己定义的窗口消息

2 事件信号如果队列中有 dshow 事件，就用事件信号通知应用程序，如果队列为空就重新设

置事件信号。

下面的代码演示了如何利用消息通知

#define WM_GRAPHNOTIFY WM_APP + 1 // Private message.

pEvent->SetNotifyWindow((OAHWND)g_hwnd, WM_GRAPHNOTIFY, 0);

然后在窗口消息处理过程中处理该消息如下

LRESULT CALLBACK WindowProc( HWND hwnd, UINT msg, UINT wParam, LONG lParam)

{

switch (msg)

{

case WM_GRAPHNOTIFY:

HandleEvent(); // Application-defined function.

break;

// Handle other Windows messages here too.

}

return (DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam));

}

由于事件通知和窗口的消息循环都是异步的，因此，当你的应用程序处理消息的时候，队列

中或许有 N 个事件等待处理。因此，在你调用 GetEvent 的时候，一定要循环调用，直到返回

一个错误码，这表明队列是空的。

当你释放 IMediaEventEx 指针时，你可以调用 SetNotifyWindow 来取消事件通知，记住此时

要给这个函数传递一个 NULL 指针。在你的事件处理程序中，在调用 GetEvent 之前一定要检

查 IMediaEventEx 指针是否为空，这样就可以避免错误。

下面看看采取事件信号的通知方式。

在 Filter 图表管理器里有一个手动设置的 Event 内核对象，用来反映事件队列的状态。如果队

列中有等待处理的事件，event 就处于通知状态，如果队列是空的，IMediaEvent::GetEvent

函数

函数函数

函数调用就会重置该 event 对象。

应用程序可以调用 IMediaEvent::GetEventHandle 获得 event 内核对象的句柄，然后就可以调

用 WaitForMultipleObjects 来等待事件的发生，如果 event 被通知了，就可以调用

IMediaEvent::GetEvent 来获得 dshow 的事件。

下面的代码演示了如何利用 event 内核对象来获取 EC_COMPLETE 事件，

HANDLE hEvent;

long evCode, param1, param2;

BOOLEAN bDone = FALSE;

HRESULT hr = S_OK;

hr = pEvent->GetEventHandle((OAEVENT*)&hEvent);

if (FAILED(hr)

{

/* Insert failure-handling code here. */

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