DirectShow应用——支持DVD播放 - 游戏开发 - 程序设计 - 图形处理

目录：
　　一. DVD基础知识
　　二. DirectShow对DVD的支持
　　三. 总结

文档内容：

一. DVD基础知识

　　首先，我们来增加一点感性认识，看一下DVD光盘的文件系统（采用MicroUDF标准）。我们可以看到，典型情况下光盘上有两个文件夹：VIDEO_TS和AUDIO_TS（通常是空的，这里不作介绍）。VIDEO_TS下面一般包含三种类型的文件：.VOB文件、.IFO文件和.BUP文件。这些文件都是作什么用的呢？其实，.VOB文件是用来保存所有MPEG2格式的音视频数据的，这些数据包括影片内容、供菜单（Menu）和按钮（Button）以及多种语言字幕用的子图片（Sub-picture）流；.IFO文件则是控制.VOB文件播放用的，这个文件中可以找到有关何时以及如何播放.VOB文件数据的控制信息；而.BUP文件则是.IFO文件内容的一个备份（因为.IFO文件对于保证DVD光盘的正确播放起着至关重要的作用）。根据这三种文件的特性，我们也就可以理解它们在光盘介质上的排列顺序了：IFO-VOB-VOB...-BUP。

　　我们再来看一下各个具体的文件。VIDEO_TS.IFO文件，保存DVD光盘的视频管理器（Video Manager，简称VMG）信息，主要是光盘的一些全局信息，比如光盘指定的播放区域、如何显示菜单等。VIDEO_TS.VOB文件，保存显示菜单的数据。类似VTS_xx_y.VOB的文件，保存各个视频节目。（注：这里"xx"是节目编号，从01到99，"y"是从0到9的编号；由于MicroUDF文件系统中一个文件最大只能1 GB，因此大多数影片不得不保存在多个VOB文件中。）VTS_xx_y.IFO文件，保存对应编号的VOB文件的音视频格式信息。

　　大致了解了文件系统，我们再来看一下DVD其他方面的基础知识。大家知道，一张DVD光盘主要包括三种媒体数据：视频（Video）、音频（Audio）和子图片。视频一般采用MPEG2压缩算法，视频流支持最多9个视角（Angle），支持Line 21 Closed Caption（模拟电视中的概念，主要是些文字信息）；音频最多支持8条不同的流（即8种不同语言的配音），支持最多6声道的声音格式（具体格式可以是AC3、MPEG、LPCM、DTS、SDDS等），支持卡拉OK；子图片流最多可以支持32个（即提供多种语言的字幕）。DVD内容最主要的逻辑分类叫做“标题”（Title）（一个标题通常代表了一部电影，或者一段视频节目，一张DVD光盘最多可以有99个标题），每个标题又可以最多分成999个“章节”（Chapter）（章节是便于用户随机访问的节点，每播放完一个章节的内容会自动播放下一个章节，或者跳回菜单）。

　　用户与DVD的交互，最主要是通过菜单来完成的。菜单有两种：视频管理器菜单（Video Manager Menu，简称VMGM，也叫做Top Menu或Title Menu）和视频标题集菜单（Video Title Set Menu，简称VTSM，也叫做Root Menu，尽管它不是真正意义上的“根”菜单）。VMGM允许用户进入主要的标题或者标题集（包含有一组标题）。如果进入标题集，就显示VTSM子菜单。VTSM菜单可以包含进入当前标题集中各个标题的按钮，还有音频、视角、字幕、章节等选择子菜单。VTSM菜单是可选的，可以不实现；当用户开始播放一张DVD，一般首先看到的就是VMGM菜单，除非这张光盘在制作时被设置成了自动播放第一个标题（此时DVD也可以根本不制作VMGM菜单）。

　　DVD还有父母锁功能。DVD中的视频内容可以打上父母管理级别（Parental Management Level，简称PML）；级别可以从1到8，其中1是无限制级别，8是最高限制级别。这样，可以禁止孩子在未经父母同意的情况下观看成人电影。注意：父母锁功能需要播放器的支持。

　　DVD导航（Navigation）还有一个非常重要的抽象概念，就是域（Domain）。通俗地说，也就是DVD在特定播放状态下的操作许可。比如“选择按钮”命令必须在菜单状态下才有效，“快进”命令在停止或者菜单状态下是无效的。播放器必须使用域的概念，阻止用户向DVD驱动器发送无效的命令。下表列出了五个主要的域以及对应的操作说明：

Domain（域）
DVD导航器的工作内容

First Play（开始播放DVD时第一个播放的一段视频内容）
读取光盘上初始部分

Video Manager Menu（显示VMGM菜单时）
读取光盘的主菜单，菜单相关的指令都是有效的

Video Title Set Menu（显示VTSM菜单时）
读取VTSM菜单，或者设置音频、字幕、视角等的子菜单，菜单相关的指令都是有效的

Title（播放标题内容时）
菜单相关的指令都是无效的

Stop（停止时）
导航器不在工作，此时可以执行播放指令

　　另外，DVD的制作者还可以利用“用户操作控制”功能（User Operation Controls，简称UOPs）来限制用户的操作。这需要在光盘上记录这些限制记号。比如，大多数光盘都不允许用户在DVD播放处于First Play域时执行快进或者显示菜单命令。

二. DirectShow对DVD的支持

　　DirectShow对DVD播放提供了强力的支持。（DirectShow为支持DVD播放作了大量的工作，除了不提供MPEG2 Video Decoder Filter外。换句话说，必须提供第三方的MPEG2 Decoder，否则我们写的播放程序还是跑不起来的！）编写DVD播放程序，我们无须研究DVD的规格说明书；了解上面的这些基础知识就已经足够了。因为微软提供了一个叫DVD Navigator的Filter，帮我们完成了繁琐的DVD导航的任务；提供一个专门用于建立播放DVD的Filter Graph的COM组件（CLSID_DvdGraphBuilder）。我们所要做的，主要就是使用DVD Navigator的两个接口：IDvdInfo2，获得光盘的属性和导航状态；以及IDvdControl2，设置属性和执行播放操作。典型的播放DVD的Filter Graph如下：

典型的Filter Graph创建过程如下：

// Create an instance of the DVD Graph Builder object.
HRESULT hr;
hr = CoCreateInstance(CLSID_DvdGraphBuilder, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IDvdGraphBuilder, reinterpret_cast<void**>(&m_pIDvdGB));

// Build the DVD filter graph.
AM_DVD_RENDERSTATUS buildStatus;
hr = m_pIDvdGB->RenderDvdVideoVolume(pszwDiscPath, m_dwRenderFlags, &buildStatus);

// Get the pointers to the DVD Navigator interfaces.
hr = m_pIDvdGB->GetDvdInterface(IID_IDvdInfo2, reinterpret_cast<void**>(&m_pIDvdI2));
hr = m_pIDvdGB->GetDvdInterface(IID_IDvdControl2, reinterpret_cast<void**>(&m_pIDvdC2));
...
// Get a pointer to the filter graph manager.
hr = m_pDvdGB->GetFiltergraph(&m_pGraph);
...
// Use the graph pointer to get a pointer to IMediaControl,
// for controlling the filter graph as a whole.
hr = m_pGraph->QueryInterface(IID_IMediaControl, reinterpret_cast<void**>(&m_pIMC));
...
// Get a pointer to IMediaEventEx,
// used for handling DVD and other filter graph events.
hr = m_pGraph->QueryInterface(IID_IMediaEventEx, reinterpret_cast<void**>(&m_pME));
...
// Use the graph builder pointer again to get the IVideoWindow interface,
// to set the window style and message-handling behavior of the video renderer filter.
hr = m_pIDvdGB->GetDvdInterface(IID_IVideoWindow, reinterpret_cast<void**>(&m_pIVW));
hr = m_pDvdGB->GetDvdInterface(IID_IAMLine21Decoder, reinterpret_cast<void**>(&pL21Dec));

　　关于IDvdInfo2和IDvdControl2的各个接口方法的详细说明和用法，请参见DirectShow SDK文档，以及SDK提供的例子代码DVDSample。下面，仅就编写DVD播放程序需要注意的地方，进行一些简单的罗列：

1. 为了得到DVD Navigator在创建时发出的事件，一般在RenderDvdVideoVolume 调用之前获得ImediaEventEx接口。

2. 菜单命令实际上有两种，一种是选中（Select），一种是激活（Activate）。前者如IDvdControl2::SelectAtPosition，IDvdControl2::SelectButton，IDvdControl2::SelectRelativeButton等，效果是高亮度显示被选中的菜单；后者如IDvdControl2::ActivateAtPosition，IDvdControl2::ActivateButton等，效果是产生相应的动作。也有选中加激活的命令，如IDvdControl2::SelectAndActivateButton。

3. DVD最多支持8条音频流、32条子图片流，但在同一时刻，都只能各自选中某一条。

4. DVD Navigator本身并不强调父母锁功能，而只是把光盘上的PML信息发送给应用程序。因此，父母锁功能需要在应用程序上完成。

5. 通过IDvdInfo2::GetState调用，可以得到IDvdState对象，用以实现“书签”的功能。具体实现参见DVDSample的CDvdCore::SaveBookmark和CDvdCore::RestoreBookmark两个函数。

6. 注意DVD播放时候的Filter Graph状态，需要同时考虑DVD Navigator的状态。

7. 支持卡拉OK的DVD，要求Audio Decoder实现AM_KSPROPSETID_DvdKaraoke属性集（即实现IKsPropertySet接口）。

8. IDvdControl2关于播放的接口方法，一般都有异步和同步两种调用方式。如果是异步方式，调用这些接口方法后，会立即返回，而并不等到实际的操作完成。有时候，这样操作会引起DVD Navigator的状态混乱。对于这些接口方法，微软推荐了有5种调用方法，下面列出常用的3种：

（1）异步方式（以PlayTitle调用为例，下同）

HRESULT hr = pDVDControl2->PlayTitle( uTitle, DVD_CMD_FLAG_None/* = 0*/, NULL);

（2）阻塞方式

HRESULT hr = pDVDControl2->PlayTitle( uTitle, EC_DVD_CMD_FLAG_Block, NULL);

（3）使用同步对象

IDvdCmd* pObj;
HRESULT hr = pDVDControl2->PlayTitle(uTitle, 0, &pObj);
if(SUCCEEDED(hr))
{
pObj->WaitToEnd();
pObj->Release();
}

三. 总结

　　总之，DirectShow使我们从DVD的专业知识中解放出来；有了DirectShow的支持，编写一个DVD播放程序还是比较轻松的！再次提醒读者朋友们，必须要提供第三方的Video Decoder和Audio Decoder，否则，我们的DVD播放程序会陷入“万事具备，只欠东风”的窘境！