Мультимедиа для Windows

5.1. Обзор Video for Windows

Video for Windows содержит DLL-библиотеки и драйверы, обеспечивающие интерфейс между приложениями и устройствами мультимедиа, предназначенными для работы cо звуковыми данными и видеоданными.

Приложения, проигрывающие файлы мультимедиа (в том числе avi-файлы), могут воспользоваться драйвером mciavi.drv , предоставляющим в распоряжение приложения высокоуровневый интерфейс MCI. Однако более предпочтительно использование интерфейса, который обеспечивается библиотекой msvideo.dll . Эта библиотека является надстройкой над интерфейсом MCI, значительно упрощающей его использование. Она нужна не только для проигрывания, но и для записи. В этой главе мы приведем исходные тексты приложений, работающих через интерфейс библиотеки msvideo.dll.

Вызывая функции интерфейса Video for Windows, приложения не имеют дело с внутренней структурой avi-файлов, так как библиотека avifile.dll обеспечивает им всю необходимую поддержку.

Приложения, предназначенные для записи звуковых данных и видеоданных, могут воспользоваться удобным высокоуровневым интерфейсом, предоставляемым библиотекой avicap.dll . Создавая приложения для записи видео, вам не придется заботиться о внутренней структуре avi-файлов, о компрессии (сжатии) данных при записи, об интерфейсе с драйверами устройства (или устройств) записи. При необходимости, вы, тем не менее, можете воспользоваться интерфейсом более низкого уровня, который обеспечивается библиотекой avifile.dll.

Редакторы файлов мультимедиа могут использовать библиотеки avifile.dll и msvideo.dll для доступа к данным и средствам отображения, а также системам компресии данных.

В составе Video for Windows имеются две системы компресии.

Первая из них - устанавливаемый менеджер компресии ICM (Installable Compression Manager ) предназначен для сжатия и восстановления видеоданных в реальном времени. Он может восстанавливать сжатые данные динамически во время проигрывания avi-файла. При создании новых avi-файлов можно использовать различные алгоритмы компресии. Собственно компрессия и восстановление выполняются драйверами компресии. Несколько таких драйверов поставляется в составе Video for Windows. Имеется возможность создания новых драйверов компресии при помощи Video for Windows Development Kit.

Вторая система - звуковой менеджер компресии ACM (Audio Compression Manager ). Он выполняет компрессию и восстановление звуковых данных в реальном времени. Вы можете использовать для компресии звуковых данных алгоритмы, реализуемые готовыми драйверами, или созданными вами с помощью Video for Windows Development Kit.

Окно MCI

Библиотека msvideo.dll содержит определение класса окна MCI, на базе которого можно очень легко создавать приложения, управляющие устройствами для воспроизведения видео, воспроизведения и записи звуковых данных, воспроизведения MIDI, а также приложения, управляющие устройствами чтения компакт-дисков.

Окно MCI создать также просто, как и обычное окно. Более того, для его создания можно использовать привычную вам функцию CreateWindow , хотя есть и специальная функция MCIWndCreate . При создании окна вы можете использовать в дополнение к стандартным стилям окна некоторые другие. Например, вы можете указать, что окно MCI должно иметь набор органов управления для запуска проигрывания, записи, доступа к меню и полосу просмотра (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Окно MCI

Зная идентификатор окна MCI, вы можете управлять окном, используя набор макрокоманд, таких, как MCIWndRecord (включение режима записи) и MCIWndPlay (включение режима воспроизведения). Есть также средства для передачи окну обычных команд или командных строк MCI.

Вы можете создать окно MCI как перекрывающееся (overlapped) или дочернее (child), расположив его в любом месте экрана или родительского окна.

В большинстве случаев для проигрывания файлов мультимедиа возможности окна MCI более чем достаточны. Поэтому в нашей книге основное внимание мы уделим именно окну MCI.

Окно класса AVICap

Для создания приложений, записывающих видео, лучше всего воспользоваться классом окна AVICap , определенном в библиотеке avicap.dll . Создав окно на базе класса AVICap, приложение получит в свое распоряжение простой интерфейс для записи видео и звуковых данных в avi-файл, для предварительного просмотра видео и выполнения других операций.

В классе AVICap предусмотрены средства динамического переключения устройств записи видео и звука, что удобно в тех случаях, когда возможно поочередное использование нескольких таких устройств, установленных в компьютере. Приложение может создать avi-файл, предназначенный для записи, скопировать содержимое одного avi-файла в другой, установить частоту кадров, вывести на экран диалоговую панель, с помощью которой пользователь сможет задать формат записи. Есть средства для работы с палитрами и универсальным буфером обмена Clipboard.

Для записи звука класс окна AVICap пользуется срествами библиотеки mmsystem.dll, подробно рассмотренными нами ранее.

Драйвер mciavi.drv

Драйвер mciavi.drv предназначен для проигрывания файлов мультимедиа, содержащих звуковые данные и видео (как с поддержкой цветовых палитр, так и в режиме True Color). Звуковые данные могут быть моно- или стереофоническими с частотой дискретизации 44,1 Кгц, 22,05 Кгц или 11,025 Кгц. С помощью драйвера mciavi.drv можно проигрывать avi-файлы, содержащие звук и видео, только видео или только звук.

При воспроизведении видео со звуком возникает проблема синхронизации. К сожалению, производительность компьютера и особенно его видеоподсистемы не всегда оказывается достаточной для воспроизведения всех кадров, записанных в avi-файле, с нужной скоростью. В случае необходимости драйвер mciavi.drv пропускает некоторые кадры. Из-за инерционности зрения качество изображения во многих случаях остается при этом вполне удовлетворительным. Однако перерывы в воспроизведении звуковых данных или пропуски фрагментов звуковых данных недопустимы. Поэтому в процессе пропуска видеокадров драйвер mciavi.drv обеспечивает предварительную выборку звуковых данных и непрерывность воспроизведения звуковой информации.

В дополнение к командам MCI, рассмотренным нами ранее и предназначенным для управления звуковыми устройствами и устройствами чтения компакт-дисков, драйвер mciavi.drv позволяет использовать команды, имеющие отношение к воспроизведению видео. В частности, с помощью этих команд можно указать параметры окна, в котором будет выполняться просмотр видео. Однако, как мы уже говорили, самый простой способ проигрывания avi-файлов заключается в использовании интерфейса окна MCI вместо классического интерфейса MCI.

Средства для работы с avi-файлами

Файлы avi имеют довольно сложную внутреннюю структуру и состоят из большого числа вложенных фрагментов. Структура avi-файла приведена в документации, которая поставляется вместе с Video for Windows Development Kit. Мы не будем ее описывать, так как в большинстве случаев вам не потребуется выполнять непосредственное чтение или запись avi-файлов. Все функции, необходимые для работы с avi-файлами, имеются в библиотеке avifile.dll.

Заметим, что в отличие от, например, wav-файла, avi-файл может содержать несколько потоков данных, обрабатываемых одновременно. Все данные хранятся в виде блоков (кадров), причем для обеспечения непрерывности воспроизведения звуковых данных последние чередуются с видеоданными. Как правило, для сокращения объема avi-файла используются различные методы компресии, поэтому звуковые данные и видеоданные обычно хранятся в сжатом виде. Таким образом, сложность внутренней структуры avi-файла сильно затрудняет работу с ним на низком уровне без использования функций библиотеки avifile.dll.

Функции, предназначенные для работы с avi- и wav-файлами, определенные в библиотеке avifile.dll, позволяют работать на уровне потоков данных и кадров. Вы можете получать информацию об avi-файле и о потоках данных, читать и писать потоки данных, получать отдельные кадры, причем при необходимости эти данные будут автоматически разжаты или сжаты. Есть средства для копирования потоков из разных файлов, позиционирования внутри потока, создания временных потоков в оперативной памяти. Вы можете скопировать весь avi-файл или любую его часть в Clipboard.

В распоряжении приложений есть функции GetOpenFileNamePreview и GetSaveFileNamePreview , аналогичные по своему назначению функциям GetOpenFileName и GetSaveFileName библиотеки commdlg.dll, но дополнительно обеспечивающие возможность предварительного просмотра avi-файлов или прослушивания wav-файлов. Мы используем функцию GetOpenFileNamePreview в приложении MCIWNDC, исходные тексты которого приведены в этой главе.

Компрессия данных

Для компресии видеоданных можно использовать один из компрессоров , поставляемых вместе с Video for Windows, или приобретенный отдельно.

Если видеоизображение содержит большие площади однотонного цвета, хорошие результаты получаются при использовании метода компресии Microsoft RLE . Этим методом имеет смысл пользоваться для сжатия видеофильмов, записанных с экрана компьютера при помощи приложения Screen Capture. Особенно хорошие результаты получаются в том случае, если изображение меняется от кадра к кадру не очень сильно.

Метод компресии Cinepak Codek дает хорошие результаты при необходимости подготовить avi-файл для записи на компакт-диск со скоростью передачи данных 150 Кбайт в секунду (одинарная скорость). Для хранения видеоданных используется формат True Color (в нем для представления цвета используются 24 бита данных). При необходимости воспроизведения в режимах более низкого цветового разрешения выполняется автоматическое преобразование цветов и, если это нужно, создание цветовых палитр. Учтите, что процесс сжатия изображения может длиться часами даже при использовании высокопроизводительного компьютера.

Более быстро, хотя и не так качественно, как Cinepak Codek, работает метод Microsoft Video 1 . При использовании этого метода вы можете выбрать 8-битовый или 16-битовый формат для храненеия цвета.

Метод Intel Indeo Video R3.1 хранит изображения в формате True Color. Формат видеоданных совместим с видеоадаптером Smart Video Recorder, позволяющим получать при записи сжатые данные в реальном времени.

Создавая avi-файл, рекомендуется попробовать несколько методов и остановиться на том, который обеспечивает хорошее качество при приемлимых размерах файла.

Приложения могут обращаться непосредственно к менеджеру ICM для сжатия и восстановления видеоданных, причем ICM по запросу приложения может вывести восстановленные данные на экран. Как правило, явное обращение к ICM требуется только для приложений, редактирующих видеоданные. Средства записи и воспроизведения видео, предоставляемые окнами AVICap и MCI, выполняют компрессию автоматически в прозрачном для приложения режиме.

Аналогично используется компрессор звуковых данных ACM. Система ACM может выполнять не только компрессию и восстановление звуковых данных, но также преобразование и фильтрацию (например, с помощью соответствующего фильтра можно добавить эхо). ACM устанавливается между приложением и библиотекой mmsystem.dll и работает с помощью механизма перехвата вызовов этой библиотеки. Для выполнения преобразований формата ACM обращается к драйверам преобразования формата, которые устанавливаются в системе вместе с Video for Windows или дополнительно.

Пользователь может управлять системой ACM при помощи приложения Sound Mapper , которое доступно из Control Panel после установки Video for Windows (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Настройка параметров приложения Sound Mapper

В поле Sound Mapper Drivers отображается список установленных драйверов и их приоритет (который можно изменить, воспользовавшись кнопкой "Priority..."). Для работы будет выбран первый подходящий по своим возможностям драйвер, причем выбор будет выполняться с учетом приоритетов.

В поле Sound Device Preferences можно выбрать устройство для проигрывания или записи (если их несколько).

Систему ACM можно рассматривать как расширение библиотеки mmsystem.dll, обеспечивающее возможность работы с новыми форматами звуковых данных. Когда приложение пытается открыть устройство, поддерживающее тот или иной формат звуковых данных, ACM либо предоставляет приложению физическое устройство, либо подбирает компрессор или декомпрессор, преобразующий указанный формат в один из форматов, поддерживаемых физическим устройством.

ACM также предоставляет программный интерфейс, пользуясь которым приложения могут получать информацию об установленных драйверах, поддерживаемых форматах звуковых данных, фильтров, а также выполнять преобразования звуковых данных из одного формата в другой.

Функции для рисования битовых изображений DIB

Video for Windows добавляет в Windows программный интерфейс, с помощью которого приложения могут рисовать изображения DIB на экране. Имена этих функций начинаются с DrawDib , что, очевидно, говорит об их назначении. Функция DrawDibDraw может все, что может функция StretchDIBits , однако работает быстрее. Дополнительно при отображении вызывается система ICM, выполняющая восстановление сжатых изображений непосредственно перед выводом на экран. Если исходное изображение имеет формат True Color, а устройство вывода обладает средним или низким цветовым разрешением, функции выполняют рисование с использованием смешивания (dithering) цветов.