DirectShowFilter开发指南

本文总结了 DirectShow Filter 的开发经验，重点介绍了 Source Filter、In-Place Transform Filter 和 Render Filter 的实现方法。通过使用 DirectShow 提供的类，可以简化 Filter 的开发过程。

在 DirectShow 中，Filter 主要分为三类：Source Filter、Transform Filter 和 Render Filter。这三类 Filter 的主要区别在于它们包含的 Pin 类型。Source Filter 至少有一个输出 Pin 而没有输入 Pin；Transform Filter 至少有一个输入 Pin 和一个输出 Pin；Render Filter 至少有一个输入 Pin。Pin 是一种 COM 组件，负责连接两个 Filter 并传输数据。如下图所示：

两个 Pin 之间的连接过程实际上是一个媒体类型协商过程，包括以下几个步骤：

1. 调用输出 Pin 上的 Connect 方法。
2. 调用输入 Pin 上的 ReceiveConnection 方法。
3. 如果上述两个方法都成功，则连接成功。
4. 在输出 Pin 上调用 CompleteConnect 方法，进行内存分配和管理。

完成上述步骤后，两个 Filter 之间就可以进行数据传输了。数据传输的具体形式是通过 Sample 实现的。Sample 是数据的载体，由 Allocator 创建和管理。数据传输时，输出 Pin 会调用 IMemAllocator::GetBuffer 方法获取一个 Sample，然后使用 IMediaSample::GetPointer 获取 Sample 的内存地址，填充数据并传递给下一个 Filter 的输入 Pin。

数据传输方式主要有两种：推模式（Push mode）和拉模式（Pull mode）。

推模式

推模式主要用于实时源，如摄像头图像采集。与之连接的下级 Filter 需要实现 IMemInputPin 接口。在数据传输时，Source Filter 完成数据读取后，会主动调用下级 Filter 的 IMemInputPin::Receive 或 IMemInputPin::ReceiveMultiple 方法传递数据。

拉模式

拉模式主要用于文件源，如视频文件的回放。要使用拉模式，需要实现 IAsyncReader 接口。数据传输时间与推模式相反，即在需要数据时，由上级 Filter 的输入 Pin 主动请求数据，调用 IAsyncReader 接口上的方法。IAsyncReader 数据处理方法包括：Request（异步）、SyncReadAligned（同步对齐）和 SyncRead（同步）。

推模式和拉模式只是数据传输的两种方式，开发过程中可以根据实际需求选择。通常推荐在实时源时使用推模式，在文件源时使用拉模式，以减少不必要的工作。

当一个 Source Filter 结束发送数据流时，它会调用连接的 Filter 的输入 Pin 的 IPin::EndOfStream 方法，然后下游的 Filter 依次通知与之相连的 Filter。当 EndOfStream 方法调用到 Render Filter 时，最后一个 Filter 会给 Filter 图表管理器发送一个 EC_COMPLETE 事件通知。如果 Render Filter 有多个输入 Pin，当所有输入 Pin 都接收到 EndOfStream 通知时，它才会给 Filter 图表管理器发送 EC_COMPLETE 事件通知。

Source Filter 实现

Source Filter 是一个提供数据的 Filter，数据可以是本地音视频流、图片数据、实时采集数据等。这里分别给出推模式和拉模式的例子。

推模式示例（BMP 图片）

尽管推模式主要用于实时源，但这里给出一个用推模式推送文件源的例子。这个 Filter 的功能是主动向下一个 Filter 推送图片数据，最终由系统的 Render Filter 显示。

1. Filter 注册。创建至少一个 GUID，并在 CPP 文件中写入相关代码。
2. 选择一个基类，这里选择 CSource。Source Filter 包含一个或多个输出 Pin（这里为 1 个）。这个输出 Pin 派生于 CSourceStream（这里为 CFileStream）。
3. 实现必要的方法，包括 CSourceStream::GetMediaType、CSourceStream::CheckMediaType、CBaseOutputPin::DecideBufferSize 和 CSourceStream::FillBuffer。
4. 在 SourceFilter 类中实现 CreateInstance 方法。
5. 在 SourceFilter 类中定义一个 CSourceStream 的指针成员变量 m_pPin，并在构造函数中创建输出 Pin 对象。

接下来，具体实现 CFileStream 类：

1. 在 CFileStream 的头文件中添加成员变量。
2. 在 CFileStream 的构造函数中初始化成员变量。
3. 实现 CFileStream::GetMediaType 方法，设置推送数据的媒体类型。
4. 实现 CFileStream::DecideBufferSize 方法，决定 Buffer 的大小。
5. 实现 CFileStream::FillBuffer 方法，为 Buffer 填充数据。

至此，一个推模式的 Source Filter 就完成了。总体来看，实现这个 Filter 只需重写几个关键方法：CSourceStream::GetMediaType、CBaseOutputPin::DecideBufferSize 和 CSourceStream::FillBuffer。

拉模式示例（视频播放）

拉模式的 Source Filter 比推模式的 Source Filter 复杂一些，但通过基类来实现也并不困难。在拉模式中，推荐使用 CBaseFilter 和 CBasePin，且必须实现 IAsyncReader 接口。

• 实现 CBaseFilter 的步骤包括：
  1. 从 CBaseFilter 派生一个新类。
  2. 为新类添加一个继承自 CBasePin 的 Pin 成员变量。
  3. 重写 CBaseFilter::GetPin 方法，返回 Filter 上的 Pin。
  4. 重写 CBaseFilter::GetPinCount 方法，返回 Filter 上的 Pin 数量。
• 实现 CBasePin 的步骤包括：
  1. 重写 CBasePin::CheckMediaType 方法，检查媒体类型。
  2. 重写 CBasePin::GetMediaType 方法，获取媒体类型。
  3. 重写 IPin::BeginFlush 和 IPin::EndFlush 方法，用于清除数据。
• 重写 IAsyncReader 的所有方法，包括：
  1. IAsyncReader::BeginFlush 和 IAsyncReader::EndFlush，用于清除数据。
  2. IAsyncReader::Length，返回数据流的总长度和可用长度。
  3. IAsyncReader::RequestAllocator，用于 Pin 连接时的内存分配和管理。
  4. IAsyncReader::Request，异步请求数据。
  5. IAsyncReader::SyncReadAligned，同步对齐请求数据。
  6. IAsyncReader::SyncRead，同步请求数据。
  7. IAsyncReader::WaitForNext，等待请求的执行完成。

通过上述步骤，可以实现一个拉模式的 Source Filter，用于视频文件的回放。