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DirectShow Filter 開發全攻略：從環境配置到 COM 類別工廠、Pin 連接與資料流實作

編輯：關於VC++

前言

DirectShow 架構核心是 Filter (篩選器) 組件化處理多媒體串流。每個 Filter 是一個 COM 物件，透過 Pin (腳位) 連接形成 Filter Graph。本文完整記錄：VC 環境配置、DLL 專案建立、COM 入口函式、類別工廠模板、Filter 基類選擇、Pin 實作、媒體類型協商、資料處理流程、註冊與除錯。

1. VC 環境配置 (DirectX SDK 9.0 範例)

Include 目錄設定

Library 目錄設定

Include：$(DXSDK_DIR)\Include, $(DXSDK_DIR)\Samples\C++\DirectShow\BaseClasses
Lib：$(DXSDK_DIR)\Lib\x86, $(DXSDK_DIR)\Samples\C++\DirectShow\BaseClasses\Debug (strmbasd.lib)
專案 → 設定 → Link → Object/Library modules 加入：strmbasd.lib msvcrtd.lib quartz.lib vfw32.lib winmm.lib kernel32.lib advapi32.lib version.lib largeint.lib user32.lib gdi32.lib comctl32.lib ole32.lib olepro32.lib oleaut32.lib uuid.lib
輸出檔名建議改為 .ax (Filter 慣例)

2. Filter 專案骨架：Win32 DLL + .def 匯出

// MyFilter.def
LIBRARY MyFilter.ax
EXPORTS
    DllMain PRIVATE
    DllGetClassObject PRIVATE
    DllCanUnloadNow PRIVATE
    DllRegisterServer PRIVATE
    DllUnregisterServer PRIVATE

COM 入口函式實作 (BaseClasses 已提供)

#include 
#include 

// DllMain → BaseClasses dllentry.cpp
extern "C" BOOL WINAPI DllEntryPoint(HINSTANCE, ULONG, LPVOID);
BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
    return DllEntryPoint((HINSTANCE)hModule, dwReason, lpReserved);
}

// 註冊/解除註冊 → BaseClasses dllsetup.cpp
STDAPI DllRegisterServer()   { return AMovieDllRegisterServer2(TRUE); }
STDAPI DllUnregisterServer() { return AMovieDllRegisterServer2(FALSE); }

3. 類別工廠模板陣列：Filter 建立入口

// 單例建立函式
CUnknown* WINAPI CMyFilter::CreateInstance(LPUNKNOWN pUnk, HRESULT* phr)
{
    CMyFilter* p = new CMyFilter(NAME("My Filter"), pUnk, phr);
    if (!p) *phr = E_OUTOFMEMORY;
    return p;
}

// 全域模板陣列
CFactoryTemplate g_Templates[] = {
    {
        L"My Filter",              // 名稱
        &CLSID_MyFilter,          // CLSID
        CMyFilter::CreateInstance, // 建立函式
        NULL,                      // 初始化函式 (可選)
        &sudMyFilter               // 註冊資訊 (AMOVIESETUP_FILTER)
    }
};
int g_cTemplates = sizeof(g_Templates) / sizeof(g_Templates[0]);

CLSID 定義

// {1915C5C7-02AA-415F-890F-76D94C85AAF1}
DEFINE_GUID(CLSID_MyFilter,
0x1915c5c7, 0x02aa, 0x415f, 0x89, 0x0f, 0x76, 0xd9, 0x4c, 0x85, 0xaa, 0xf1);

4. 選擇正確的 Filter 基類

基類	適用場景	Pin 配置
`CSource`	源頭 Filter (檔案讀取、攝影機捕獲)	僅輸出 Pin
`CTransformFilter`	一對一轉換，輸入/輸出媒體類型可能不同	1 輸入 + 1 輸出
`CTransInPlaceFilter`	就地轉換，輸入/輸出媒體類型相同 (如亮度調整)	1 輸入 + 1 輸出
`CBaseRenderer` / `CBaseVideoRenderer`	渲染器 (聲音/視訊輸出)	僅輸入 Pin
`CBaseFilter`	完全自訂 Pin 數量/拓撲	任意

選擇原則：先定義功能 → 確定 Pin 數量/媒體類型關係 → 選最貼合基類。本文以 CTransformFilter 為例。

5. Filter 類別實作骨架

class CMyFilter : public CTransformFilter
{
public:
    CMyFilter(TCHAR* pName, LPUNKNOWN pUnk, HRESULT* phr);
    ~CMyFilter();

    // 覆寫純虛函式
    HRESULT Transform(IMediaSample* pIn, IMediaSample* pOut); // 核心資料處理
    HRESULT CheckInputType(const CMediaType* mtIn);           // 輸入類型檢查
    HRESULT CheckTransform(const CMediaType* mtIn, const CMediaType* mtOut); // 轉換可行性
    HRESULT DecideBufferSize(IMemAllocator* pAlloc, ALLOCATOR_PROPERTIES* pProp); // 輸出緩衝區大小
    HRESULT GetMediaType(int iPosition, CMediaType* pMediaType); // 支援的輸出類型列舉

    // 非必要但常用
    HRESULT StartStreaming(); // 開始串流前初始化
    HRESULT StopStreaming();  // 停止串流清理
};

關鍵虛函式說明

Transform：核心。從 pIn->GetPointer() 取得輸入資料指標，處理後寫入 pOut->GetPointer()，設定 pOut->SetActualDataLength()、SetSyncPoint() 等。
CheckInputType：驗證輸入 CMediaType (major/subtype/format) 是否支援。
CheckTransform：確認輸入→輸出轉換是否支援。
DecideBufferSize：告知下游分配器每個 Sample 需多大緩衝區。
GetMediaType：列舉支援的輸出類型，索引 iPosition 從 0 開始，無更多類型時回傳 VFW_S_NO_MORE_ITEMS。

6. 註冊資訊結構 `AMOVIESETUP_FILTER`

// 媒體類型陣列
AMOVIESETUP_MEDIATYPE sudMediaTypes[] = {
    { &MEDIATYPE_Video, &MEDIASUBTYPE_RGB24 },
    { &MEDIATYPE_Video, &MEDIASUBTYPE_RGB32 },
};

// 輸出 Pin 定義
AMOVIESETUP_PIN sudOutputPin = {
    L"", FALSE, TRUE, FALSE, FALSE, &GUID_NULL, NULL,
    2, sudMediaTypes
};

// Filter 定義
AMOVIESETUP_FILTER sudMyFilter = {
    &CLSID_MyFilter,
    L"My Filter",
    MERIT_NORMAL,      // 優先權
    1, &sudOutputPin   // 1 個 Pin 類型
};

7. 除錯與驗證工具

GraphEdit (qedit.dll)：圖形化建構 Filter Graph，測試 Filter 連接、媒體類型協商、資料流向。
注冊：regsvr32 MyFilter.ax (需管理員權限)。
日誌：BaseClasses DbgLog 機制，DEBUGMSG 區域輸出至 DebugView。

8. 進階主題

主題	關鍵點
自訂介面	繼承 `IUnknown`，在 `NonDelegatingQueryInterface` 公開，應用層 `QueryInterface` 呼叫
品質控制	實作 `IQualityControl` 回報上游丟幀/延遲
動態重新連接	`IPin::QueryAccept` + `ReconnectPin` 支援格式切換
參考時鐘	繼承 `CBaseReferenceClock` 提供同步時鐘
無 Pin Filter	繼承 `CBaseFilter`，實作 `IFileSourceFilter` 等

結語

DirectShow Filter 開發核心在於：正確選擇基類 → 實作媒體類型協商 → 在 Transform 專注資料處理 → 註冊資訊完整描述 Pin/類型。BaseClasses 庫吸收了 80% 的 COM/連接/分配器樣板代碼，開發者可聚焦於多媒體演算法本身。建議配合 GraphEdit 反覆驗證，並參考 SDK 範例 (EzRGB24, Transform) 深化理解。

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