基于DirectShow非线性编辑DES

作者：freepublic

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关键词　Timeline，Virtual Track，Transition，Audio Group和Video Group

摘要　
　　本文详细阐述了基于DirectShow核心框架的非线性编辑的基本原理，并提供了一个编辑的源代码，演示如何拼接两个音视频文件，实现视频过渡效果，并预览。

编译环境　WindowsXP，VC6.0 sp5，DX9 SDK.

技术原理
　　DES (DirectShow Editing Services)，是一套基于DirectShow核心框架的编程接口。DES的出现，简化了视频编辑任务，弥补了DirectShow对于媒体文件非线性编辑支持的先天性不足。但是，就技术本身而言，DES并没有超越DirectShow Filter架构，而只是DirectShow Filter的一种增强应用。我们可以从下图中了解到DES在我们整个多媒体处理应用中的位置。



　　下面，我们举个例子来看一下DES能够给我们带来些什么。假如我们现在有三个文件A、B和C，使用这三个文件做成一个合成的文件。我们想取A的4秒钟的内容，紧接着取B的10秒钟的内容，再紧接着C的5秒钟的内容。如果仅仅是这样，我们直接使用DirectShow Filter是不难实现的。（一般情况下，应用程序级会维持各个文件的编辑信息，由应用程序根据这些信息动态创建/控制功能单一的Filter Graph，以顺序对各个文件进行处理。）但是，如果我们的"创意"是随时改变的，我们现在想让C在B之前出现，或者我们想取A的不同位置的10秒钟内容，或者我们想给整个合成的文件加上一段美妙的背景音乐。如果我们仍然直接使用DirectShow Filter去实现，情况就变得很复杂了。然而，对于DES，这真的是小Case!（将所有的编辑信息以DES提供的接口告诉DES，其它的如Filter Graph的创建/控制输出，就完全交给DES来负责吧！这时候，DES创建的Filter Graph带有各个Source输出的控制功能，一般比较复杂。）

　　如果我们使用DES，我们还可以得到如下的便利：

　　1. 基于时间线(Timeline)的结构以及Track的概念，使得多媒体文件的组织、编辑变得直观而高效；
　　2. 支持即时的预览；
　　3. 视频编辑项目支持XML文档的形式保存；
　　4. 支持对视频/音频的效果处理，以及视频之间切换的过渡处理；
　　5. 可以直接使用DES提供的100多种SMPTE过渡效果，以及MS IE自带的各种Transform、Transition组件；
　　6. 支持通过色调、亮度、RGB值或者alpha值进行图像的合成；
　　7. 自动对源文件输出的视频帧率、音频的采样率进行调整，直接支持视频的缩放。

　　接下去，我们来看一下DES的结构（Timeline模型），如下图所示：



　　这是一个树形结构。在这棵树中，音视频文件是叶结点，称作为Source；一个或多个Source组成一个Track，每个Track都有统一的媒体格式输出；Track的集合称作为Composition，每个Composition可以对其所有的Composition或Track进行各种复杂的编辑；顶级的Composition或Track就组成了Group；每个Group输出单一格式的媒体流，所有的Group组成一个Timeline, Timeline表示一个视频编辑的项目，它是这棵树的根节点。一个Timeline项目必须至少包含一个Group，最典型的情况一般包含两个Group：Audio Group和Video Group。
　下面，我们来看一个典型的基于Timeline的Source Track编排。如下图：



　　图中，箭头方向即是Timeline的方向。这个Timeline由两个Group组成，每个Group中包含两个Source Track。在Group中，Track是有优先级的（Track 0具有最低的优先级，依次类推）。运行时，总是输出高优先级的Track中的Source内容。如果此时高优先级的Track中没有Source输出，则让低优先级的Track中的Source输出。如上图中Video Group的输出顺序为Source A->Source C->Source B。而对于Audio Group，它的所有Track的输出只是简单的合成。