视频播放器设计分析.doc

视频播放器设计1 需求分析由于计算机的普及，极大地改变了人们的生活。随之带来了开发各种软件的需求。家用型计算机主要用于家用软件、学习软件、游戏软件和多媒体和多媒体软件，以及播放CD、VCD、DVD、MP3等多媒体信息。然而多媒体播放器的开发仍然不能满足人们的需求，多媒体文件格式多样，但却没有一款播放器能够满足所有格式的解码。人们渴望解码能力更强大，功能更完备的多媒体播放器。“多媒体”是一种新型的信息处理与传播技术。有人认为它是信息及其传输媒介方面的一场根本革命。人们对新技术的渴望和欢迎、新奇感和占有欲、宣传热情和赞美态度，是发自内心的。特别是计算机多媒体技术的功能，令人大开眼界，惊叹不已。它在商业、信息检索、文化娱乐和教育等方面的应用效果明显，前景广阔。由多媒体播放器的开发现状看来，并没有哪一款播放器能适应所有多媒体文件的解读，随着视频、音频的迅猛发展，媒体文件的格式层出不穷，由过往美国在线(AOL)公司的Nullsoft部门开发的Winamp独占鳌头，到Real Networks公司的Real Player和微软公司的Windows Media Player风靡全球，再到如今播放器开发的百花齐放的竞争时代，多媒体播放器的开发经历了许多风浪和变化，但是，仍然没有出现全能的播放器，始终没有跨越编码格式的局限，随着多媒体技术的不断发展，人们对多媒体软件的要求也不断高涨，所以对多媒体软件的开发也成为当今计算机开发的重要课题。目前的音频、视频格式繁多，研制格式覆盖面广的多媒体播放器前景非常广泛。 随着计算机、家电、通信等技术的不断发展，多媒体技术有着广泛的开发前景，尤其是多媒体播放器的开发，开发格式覆盖面更广，兼容性更好，功能更完备的播放器势在必行。本文主要采用C+ Builder2009作为开发工具，设计并实现一个多媒体播放器。可播放MP3，AVI，WMV，WMA，RM，RMVB，SWF等多种格式的多媒体文件，并且能够控制播放，暂停，停止，快进，后退，音量控制的调节，选择上一曲，选择下一曲，图像的显示，文件的计时，列表文件的添减操作等多种播放控制功能，界面简明，操作简单。2 系统总体设计2.1DirectShow概述DirectShow是一种通过自定义或内置的大量的Filter(过滤器)来处理多媒体数据的体系结构。这些Filter大致分三类：Source Filter(源过滤器)、Transform Filter(转换过滤器)、Render Filter(呈现过滤器)。源过滤器主要负责获取数据，数据源可以是文件、网络、计算机采集卡或数字摄像机里的，然后数据向下传输到Transform Filter，它主要负责数据的格式转换，然后继续向下传输到Render Filter，它主要负责数据的最终去向，将数据送给显卡声卡进行播放或输出变成文件存储起来，见图2-1。图2-1 DirectShow开发应用程序原理图过滤器Filter是建立在COM技术基础上的，每个Filter本身就是一个COM组件，各个Filter集合组成过滤器图(FilterGraph)，DirectShow提供Filter Graph Manager组件来管理整个过滤器图，比如Filter间的连接和数据流动。Filter之间通过Pin(针脚)连接。更多感性认识DirectShow，可以DirectX SDK中的自带的实用的程序GraphEdit，位于安装目录BinDXUtilsgraphedt.exe。GraphEdit是构造Filter Graph Manager的可视化工具，在GraphEdit中可以很方便地设计出过滤器图，并验证其可行性。比如：播放一个典型的Demo1.mpg文件(将文件拖动到GraphEdit窗口)所自动构建的Filter Graph。见图2-2。图2-2 MPEG文件播放的Filter Graph如图2所示，箭头方向即是数据的流动，可以看到：MPEG-1 Stream Splitter属于Source Filters，负责接收源文件数据；MPEG Audio Decoder、MPEG Video Decoder属于Transform Filters；分别负责视频、音频的解码；Default DirectSound Device、Video Renderer属于Render Filters，分别负责对视频显示和音频播放。执行菜单Graph-Play，可以看到播放的影音文件。在Graph-Insert Filters可以看到DirectShow提供的大量的支持基本应用的Filter。2.2软件的总体架构图2-3 软件架构2.3 详细设计与实现下面在C+ Builder中，利用DirectShow技术设计媒体播放器，介绍了DirectShow程序的一般编写方法。以两种方法实现：一种是直接用DirectX SDK；另一种是用基于DirectShow技术的第三方控件包DsPack。2.3.1 直接用Direct X SDK中的DirectShow技术的媒体播放器。用DirectShow编写播放器，可以说主要包括三步：创建一个Filter Graph Manager组件。根据实际的应用，创建一条完整的链路。比如播放一个本地文件：m_FilterGraph-RenderFile(“Demo1mpg”，NULL)；调用Filter Graph Manager(或某个Filter)上的各个接口方法进行控制。并完成Filter Gramph Manager与应用程序的事件交互。比如IMediaControl接口方法Run()、Stop()来控制媒体的播放与停止。在本实例中，第一步创建一个Filter Graph Manager组件，由自定义的封装类CDXGraph来完成，它的实现文件是CDXGraph.cpp和CDXGraph.h。第二三步要实现与CDXGraph之问的事件交互。由主窗口MainForm(MainUnit.cpp和MainUnit.h)完成。该程序部分主要代码如下：/定义基本接口。IGraphBuilder是最重要的接口，用于构造Filter graph；IMediaControl播放控制接口，控制播放、停止、暂停等；IMediaEventEx：应用程序通过此接口获得播放过程中发生的事件，如播放完毕等。IBasicVideo、IBasicAudio分别是图像和声音控制接口；IVideoWindow视频窗口控制接口；IMediaSeeking用于媒体数据流的定位，提供对播放的精确控制，如获得当前播放位置等。IGraphBuilder *mGraph；IMediaControl *mMediaControl；IMediaEVentEx *mEvent；IBasicVideo *mBasicVideo；IBasicAudio *mBasicAudio；IVideoWindow *mVideoWindow；IMediaSeeking *mSeeking；/用API函数初始化COM组件库CoInitialize(NULL)；/创建Filter graph对象，得到IGraphBuilder接口的接口指针mGrphHRESULT hr=CoCreateInstance(CLSID_FilteGraph，NULL，CLSCTX_INPROC_SERVER，IID_IGraphBuilder，(void * *)mGraph)；/用QueryInterface()函数获取接口指针hr = mGraph - QueryInterface(IID_IMediaControl，(void * *)mMediaControl)；hr = mGraph - QueryInterface(IID_IMediaEventEx，(void * *)&mEvent)；hr = mGraph - QueryInterface(IID_IBasicVideo，(void * *)mBasicVideo)；hr = mGraph - QueryInterface(IID_IBasicAudio，(void * *)&mBasicAudio)；hr = mGraph - QueryInterface(IID_ideowindow，(void * *)&mVideowindow)；hf = mGraph - QueryInterface(IID_lMediaSeeking，(void * *)&mseeking)；/连接输入输出Pin针脚，连接各个Filterhr=mGraph - ConnectDirect(inOutputPin，inInputPin，inMediaTyp)；/IGraphBuilder接口的方法RenderFile来连接给定的媒体文件，完成Filter Graph的构建。m_FilterGraph - RenderFile(m_SourceFile.c_str()；/设置视频窗口并设置消息通知窗口m_FilteGraph - SetDisplaywindow(Panell -Handle)；m_FilteGraph - SetNotifyWindow(this -Handle)；/开始播放m_FilteGraph -Run()；/关闭COM组件库，释放资源CoUtlinitialize()；2.3.2 基于DirectShow技术的第三方控件包DSPack的媒体播放器Dspack2.34是C+ Builder中用于做DirectShow开发的免费VCL控件。下载地址：/。DSPack的安装可以参考相关文档。图2-4组件面板上的DSPack2.34Dspack2.34中有七个组件：FilterGraph、VideoWindow、SampleGrabber、Filter、ASFWriter、DSTrackBar、DSVideoWindowEx2。见图5-1。FilterGraph组件基本对应于DirectShow中的Filter Graph Manager，Filter Graph的创建和控制由它完成。Filter组件可以充当DirectShow中的各种Filter，VideoWindow组件相当于是一个RenderingFilter，用来显示采集到的视频图像。其它各组件的详细说明可以参照DSPack安装目录下的帮助文档help.chm2-3。程序由一个主窗体MainForm组成。MainForm窗体上放置FilterGraph组件，属性Name命名为FilterGraph，Mode属性为gmNormal；放置VideoWindow组件，FilterGraph属性设置为FilterGraph；放置DSTrackBar组件，用于显示播放进度；其它放置0penDialog、MainMenu、四个Button组件，Caption分别设置为打开、播放、暂停、停止。MainForm中主要代码如下：Buttonl的0nclick事件添加如下代码：if(0penDialog - Execute()|FilterGraph - Active = TRUE；/初始化各个Filter，并建立FilterGraph FilterGraph - RenderFile(OpenDialog -FileNalm)；/播放文件名给FilterGraphButton2的OnClick事件添加如下代码：FilterGraph - Play()； /控制FilterGraph的播放Button3、Button4的0nclick事件分别添加如下代码：FilterGraph - Paus()； /播放暂停FilterGraph - Stop()； /播放停止VideoWindw的OnDblClick双击事件添加代码：VideoWindow - FullScreen =! VideoWindow -FullScreen；/全屏播放MainForm的OnCloseQuery事件添加如下代码：FiherGraph - Active = FALsE；/释放各个Filter本程序开发环境WindowsXP + DirectX9.O + DSPack2.34。本程序编译后成功运行。3 测试与维护3.1 创建和测试应用程序为了确保本系统能够正常运行，需要在开发完成之后做一次较全面的测试。现将具体操作及过程举例说明如下：创建和测试应用程序应是交替进行的，既要注意开发的效率也要注意它的稳定性。每编写一个模块，就要对这个模块进行测试，看它能否根据特定的要求工作。及早发现问题，及早解决，否则到最后再来测试的话，难度会大大增加。3.2 程序改进本软件没有考虑到删除播放列表中文件在ListBox中的索引号小于当前值的时候，删除之后不能把光标移动到当前播放文件。本软件没有提供解码更新，这是本软件以后要着重改的地方。3.3测试方法一般来说，对程序测试有两种测试方法：如果已经知道了软件系统应具有的功能，可通过测试来对每个功能是否都能正常使用；如果知道程序的内部工作过程，可以通过测试来检测程序内部是否按照规格说明书的规定正常进行。前一种方法称为黑盒测试，后一种方法称为白盒子测试。黑盒测试又称为功能测试，白盒子测试又称为结构测试。4 本系统采用黑盒测试，以下以播放WMV文件为例子。界面如下：4 总结基于两种不同方法实现媒体播放器程序时的代码比较，我们采用了C+ Bui- ldel2009 + Direct X SDK9.O + DSPack2.34编写该播放器。因为用c+ Buildel2009 + Directx SDK9.0编写时，代码行约为400行，并需要深入的DirectShow和COM组件知识；而采用C+ Buildel2009 + Direct X SDK9.O + DSPack2.34编写时，代码行约为20