DirectShow

Логотип DirectX Media SDK — первый раз DirectShow распространялся под этим именем.

DirectShow (иногда DS, или DShow; кодовое название Quartz) — мультимедийный фреймворк и интерфейс программирования приложений (API), выпущенный корпорацией Microsoft для разработчиков программного обеспечения и позволяющий Windows-приложениям управлять широким спектром устройств аудио/видео ввода/вывода, включая DV- и веб-камеры, DVD-устройства, ТВ-тюнеры и др.

Поддерживает также различные форматы файлов, от WAV и AVI до Windows Media. Является заменой более ранней технологии Microsoft — Video for Windows.^[1] Основан на Microsoft Windows Component Object Model (COM), DirectShow предоставляет общий интерфейс работы с мультимедиа поддерживаемый большинством языков программирования. Кроме того, DirectShow расширяем и позволяет поддерживать устройства, форматы и компоненты обработки сторонних производителей. Средства разработчика и документация ранее распространялись как часть DirectX SDK, в настоящее время они распространяются совместно с Platform SDK, которая в свою очередь входит в состав Windows SDK.^[2] В будущем Microsoft планирует замену DirectShow на Media Foundation.

История

В начале 1990-х годов после выхода релиза Windows 3.1 на рынке США появился ряд цифровых видеоустройств (известных сейчас как веб-камеры). Обычно эти устройства подключались через параллельный порт (LPT-порт принтера). Со временем, эти устройства становились популярнее, и корпорация Microsoft решила разработать технологию по работе с мультимедиа данными для разработчиков. Эта технология получила название Video for Windows (VFW). Но с самого своего рождения у VFW был огромный недостаток — сложность работы с MPEG-видео.^[1]

Перед выходом Windows 95 корпорация Microsoft стартовала новый проект ActiveMovie^[3] (кодовое название Quartz) для поддержки MPEG, 32-битной архитектуры и потоковой передачи видео/аудио данных. Новый проект характерен тем, что в нём использовались новые разработки корпорации Microsoft, а именно Component Object Model (COM). Только в Quartz принято объекты называть фильтрами, которые как блоки конструктора LEGO объединяются в граф-фильтр. Благодаря архитектуре COM, отдельный фильтр является самодостаточным объектом, который может быть создан сторонним разработчиком для своих нужд (например: для поддержания функциональности своего устройства).

В 1997 году корпорация Microsoft интегрирует ActiveMovie в DirectX и меняет название на DirectShow.^[4][5] В 1998 году в стандартную поставку DirectShow включается поддержка DVD. В 2000 году добавляются функции редактирования потоков данных и интеграция DirectShow в DirectX окончательно завершается. Теперь разработчики могут захваченное видео проецировать в своих трёхмерных сценах. В релизе DirectX 9 в DirectShow добавлена возможность объединения видео потоков в один для микширования видео.^[6]

В октябре 2004, DirectShow удаляется из официальной поставки DirectX и переносится к дополнениям DirectX. В апреле 2005, DirectShow полностью удаляется из официальных поставок DirectX и перемещается в Windows Server 2003 SP1 версию Microsoft Platform SDK.^[2] Тем не менее для компиляции некоторых примеров из документации всё ещё требуется DirectX SDK.^[7] А вот уже с выходом Windows Vista и документация начинает поставляться совместно с Windows SDK.^[2]

Возможности

Хорошим примером возможностей DirectShow — может служить приложение Windows Movie Maker. Большинство сторонних приложений для редактирования мультимедиа данных под операционную систему Windows так же использует DirectShow.^[6] Так как фильтры DirectShow разделены на три типа, соответственно и возможности DirectShow можно классифицировать соответствующим образом.

Фильтры захвата — предназначены для ввода мультимедиа данных в поток программы с различных физических устройств. В роли устройства могут быть как различного рода видео устройства (портативные видео камеры, веб-камеры, TV-тюнеры), так и аудио устройства (микрофон, модемная линия), а также данные могут быть получены и из файла (AVI, MPEG, MP3). DirectShow позволяет одновременно использовать несколько фильтров захвата, например: для одновременного захвата видео с веб-камеры и звука с микрофона. Количество одновременно используемых фильтров захвата ограничено лишь мощностью используемого компьютера.

Пример графа-фильтров для воспроизведения AVI файла

Фильтры преобразования — предназначены для обработки поступающих данных из потока программы и последующей отправки преобразованных данных назад в поток к следующему типу фильтров. Этот тип фильтров может производить анализ данных, может полностью манипулировать аудиовидеоданными для создания сложных визуальных эффектов, или, просто объединять (или разъединять) аудио и видео каналы. В стандартной поставке вместе с операционной системой Windows корпорация Microsoft предоставляет небольшое количество готовых фильтров: кодеки (MPEG-1, MP3, WMA, WMV, MIDI), контейнеры (AVI, ASF, WAV), несколько сплитеров (или демультиплексоров) и мультиплексоров.^[8] Другие же популярные фильтры: кодеки (MPEG-4, AAC, H.264, Vorbis) и контейнеры (Ogg, .mov, MP4) устанавливаются с различными сторонними программами.

Фильтры визуализации (рендеринга) — предназначены для вывода данных из потока в стандартное физическое устройство вывода, например, на монитор, на звуковую карту или в файл. По аналогии с фильтрами захвата фильтров визуализации также может быть несколько, например, для одновременного отображения видео на экране и записи этого же видео в файл.

Структурная схема

Структурная схема DirectShow

Критика

Сложность

Воспроизведение обычного видеофайла довольно простая задача для реализации при помощи DirectShow. Написание же программы, с использованием всех механизмов DirectShow (например, реализация своего фильтра любого типа) является довольно сложной задачей и требует хороших навыков.^[9][10][11]

Разработчики редко создают DirectShow-фильтры «с нуля», чаще, они используют базовые классы. Эти классы обычно позволяют упростить разработку, позволяя программисту обойти некоторые задачи. Однако, процесс может остаться довольно сложным, потому как количество кода в базовых классах примерно соответствует половине объёма библиотеки MFC. А количество объектов, основанных на базовых классах, ошеломляет многих разработчиков. Причём, в некоторых случаях, DirectShow API отличается от обычных правил COM объектов, особенно это заметно в параметрах методов. Для обхода этих сложностей разработчики часто используют более высокий уровень: Windows Media Player SDK, который основан на ActiveX объекте и использует обычные правила COM.

Codec hell

Codec hell (термин, возникший по аналогии DLL hell) — это конфликт, возникающий между различными фильтрами, которые пытаются выполнить одну и ту же задачу. Дело в том, что, сейчас, большое количество компаний производят кодеки в форме DirectShow фильтров, которые частенько выполняют схожие задачи с одинаковым типом медиа.^[12][13]

Инструменты, которые могут помочь в борьбе с Codec Hell:

• GSpot Codec Information Appliance^[14], GSpot помогает определить, какой кодек подходит для визуализации AVI-файла или другого контейнера;
• GraphEdit, позволяет определить набор фильтров, которые DirectShow использует для воспроизведения медиа файлов;
• «вручную», то есть граф фильтров строится заранее проверенными фильтрами.

См. также

• GraphStudio
• GStreamer

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Core Media Technology in Windows XP Empowers You to Create Custom Audio/Video Processing Components. MSDN Magazine. Microsoft (июль 2002). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 28 мая 2008.
2. ↑ ^{1 2 3} DirectShow documentation. MSDN. Microsoft. Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 28 мая 2008.
3. ↑ Microsoft Announces ActiveMovie. Microsoft (5 марта 1996). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 28 мая 2008.
4. ↑ Microsoft Unveils First Unified Multimedia API Strategy. Microsoft (31 марта 1997). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 28 мая 2008.
5. ↑ Microsoft and Progressive Networks Collaborate on Streaming Media. Microsoft (21 июля 1997). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 28 мая 2008.
6. ↑ ^{1 2} Mark D. Pesce. Sample Chapter // Programming Microsoft DirectShow for Digital Video and Television. — Microsoft Press, 2003. — ISBN 0-7356-1821-6
7. ↑ DirectShow FAQ. MSDN. Microsoft. Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 28 мая 2008.
8. ↑ Formats supported by default in DirectShow. MSDN. Microsoft. Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 30 мая 2008.
9. ↑ Using DirectShow with Media Center Edition (05 января 2006). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 22 января 2012.
10. ↑ The Basics to using DirectShow (13 марта 2001). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 22 января 2012.
11. ↑ LEAD Technologies: DirectShow defined. Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 22 января 2012.
12. ↑ Codec Hell: Home Video 101 blog.  ??? (???). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 16 июня 2008.
13. ↑ Codec’s = New Age DLL Hell? Hell Yes — Chris Lanier’s Blog.  ??? (???). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 16 июня 2008.
14. ↑ The GSpot Codec Information Appliance. Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 22 января 2012.

Ссылки

• Sample Chapter from Programming Microsoft® DirectShow® for Digital Video and Television  (англ.)
• DirectShow по-русски
• Radlight Ogg Theora DirectShow-фильтр (англ.)
• Книга DirectShow и телевидение