用 GStreamer 简化 Linux 多媒体开发--实现
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用 GStreamer 简化 Linux 多媒体开发--实现
二、元件连接在引入了元件和衬垫的概念之后，GStreamer对多媒体数据的处理过程就变得非常清晰了：通过将不同元件的衬垫依次连接起来构成一条媒体处理管道，使数据在流经管道的过程能够被各个元件正常处理，最终实现特定的多媒体功能。
图１就描述了一条很简单的管道，它由三个基本元件构成：数据源元件只负责产生数据，它的输出衬垫与过滤器元件的输入衬垫相连；过滤器元件负责从自己的输入衬垫中获取数据，并在经过特定的处理之后，将结果通过输出衬垫传给与之相连的接收器元件；接收器元件只负责接收数据，它的输入衬垫与过滤器元件的输出衬垫相连，负责对最终结果进行相应的处理。
GStreamer框架中的元件是通过各自的衬垫连接起来的，下面的代码示范了如何将两个元件通过衬垫连接起来，以及如何在需要的时候断开它们之间的连接：
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| GstPad *srcpad, *sinkpad;
srcpad = gst_element_get_pad (element1, "src");
sinpad = gst_element_get_pad (element2, "sink");
// 连接
gst_pad_link (srcpad, sinkpad);
// 断开
gst_pad_unlink (srcpad, sinkpad);
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如果需要建立起连接的元件都只有一个输入衬垫和一个输出衬垫，那么更简单的做法是调用gst_element_link()函数直接在它们之间建立起连接，或者调用gst_element_unlink()函数断开它们之间的连接：
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| // 连接
gst_element_link (element1, element2);
// 断开
gst_element_unlink (element1, element2);
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三、元件状态当GStreamer框架中的元件通过管道连接好之后，它们就开始了各自的处理流程，期间一般会经历多次状态切换，其中每个元件在特定时刻将处于如下四种状态之一：
- NULL 这是所有元件的默认状态，表明它刚刚创建，还没有开始做任何事情。
- READY 表明元件已经做好准备，随时可以开始处理流程。
- PAUSED 表明元件因某种原因暂时停止处理数据。
- PLAYING 表明元件正在进行数据处理。
所有的元件都从NULL状态开始，依次经历NULL、READY、PAUSED、PLAYING等状态间的转换。元件当前所处的状态可以通过调用gst_element_set_state()函数进行切换：
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| GstElement *bin;
/* 创建元件，并将其连接成箱柜bin */
gst_element_set_state (bin, GST_STATE_PLAYING);
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默认情况下，管道及其包含的所有元件在创建之后将处于NULL状态，此时它们不会进行任何操作。当管道使用完毕之后，不要忘记重新将管道的状态切换回NULL状态，让其中包含的所有元件能够有机会释放它们正在占用的资源。
管道真正的处理流程是从第一次将其切换到READY状态时开始的，此时管道及其包含的所有元件将做好相应的初始化工作，来为即将执行的数据处理过程做好准备。对于一个典型的元件来讲，处于READY状态时需要执行的操作包括打开媒体文件和音频设备等，或者试图与位于远端的媒体服务器建立起连接。
处于READY状态的管道一旦切换到PLAYING状态，需要处理的多媒体数据就开始在整个管道中流动，并依次被管道中包含的各个元件进行处理，从而最终实现管道预先定义好的某种多媒体功能。GStreamer框架也允许将管道直接从NULL状态切换到PLAYING状态，而不必经过中间的READY状态。
正处于播放状态的管道能够随时切换到PAUSED状态，暂时停止管道中所有数据的流动，并能够在需要的时候再次切换回PLAYING状态。如果需要插入或者更改管道中的某个元件，必须先将其切换到PAUSED或者NULL状态，元件在处于PAUSED状态时并不会释放其占用的资源。
四、实现MP3播放器在理解了一些基本概念和处理流程之后，下面来看看如何利用GStreamer框架提供的组件，来实现一个简单的MP3播放器。在图１中描述的结构能够很容易地映射成MP3播放器，其中数据源元件负责从磁盘上读取数据，过滤器元件负责对数据进行解码，而接受器元件则负责将解码后的数据写入声卡。
与其它众多GNOME项目一样，GStreamer也是用C语言实现的。如果想要在程序中应用GStreamer提供的各种功能，首先必须在主函数中调用gst_init()来完成相应的初始化工作，以便将用户从命令行输入的参数传递给GStreamer函数库。一个典型的GStreamer应用程序的初始化如下所示：
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| #include <gst/gst.h>
int main (int argc, char *argv[])
{
gst_init (&argc, &argv);
/* ... */
}
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接下去需要创建三个元件并连接成管道，由于所有GStreamer元件都具有相同的基类GstElement，因此能够采用如下方式进行定义：
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| GstElement *pipeline, *filesrc, *decoder, *audiosink;
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管道在GStreamer框架中是用来容纳和管理元件的，下面的代码将创建一条名为pipeline的新管道：
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| /* 创建用来容纳元件的新管道 */
pipeline = gst_pipeline_new ("pipeline");
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数据源元件负责从磁盘文件中读取数据，它具有名为location的属性，用来指明文件在磁盘上的位置。使用标准的GObject属性机制可以为元件设置相应的属性：
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| /* 创建数据源元件 */
filesrc = gst_element_factory_make ("filesrc", "disk_source");
g_object_set (G_OBJECT (filesrc), "location", argv[1], NULL);
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过滤器元件负责完成对MP3格式的数据进行解码，最简单的办法是安装mad这一插件，借助它来完成相应的解码工作：
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| /* 创建过滤器元件 */
decoder = gst_element_factory_make ("mad", "decoder");
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接收器元件负责将解码后的数据利用声卡播放出来：
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| /* 创建接收器元件 */
audiosink = gst_element_factory_make ("audiosink", "play_audio");
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已经创建好的三个元件需要全部添加到管道中，并按顺序连接起来：
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| /* 添加元件到管道中 */
gst_bin_add_many (GST_BIN (pipeline), filesrc, decoder, audiosink, NULL);
/* 通过衬垫连接元件 */
gst_element_link_many (filesrc, decoder, audiosink, NULL);
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所有准备工作都做好之后，就可以通过将管道的状态切换到PLAYING状态，来启动整个管道的数据处理流程：
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| /* 启动管道 */
gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_PLAYING);
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由于没有用到线程，因此必须通过不断调用gst_bin_iterate()函数的办法，来判断管道的处理过程会在何时结束：
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| while (gst_bin_iterate (GST_BIN (pipeline)));
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只要管道内还会继续有新的事件产生，gst_bin_iterate()函数就会一直返回TRUE，只有当整个处理过程都结束的时候，该函数才会返回FALSE，此时就该终止管道并释放占用的资源了：
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| /* 终止管道 */
gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_NULL);
/* 释放资源 */
gst_object_unref (GST_OBJECT (pipeline));
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用GStreamer实现的MP3播放器的源代码如下所示：
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| #include <gst/gst.h>
int main (int argc, char *argv[])
{
GstElement *pipeline, *filesrc, *decoder, *audiosink;
gst_init(&argc, &argv);
if (argc != 2) {
g_print ("usage: %s <mp3 filename>\n", argv[0]);
exit (-1);
}
/* 创建一条新的管道 */
pipeline = gst_pipeline_new ("pipeline");
/* 生成用于读取硬盘数据的元件 */
filesrc = gst_element_factory_make ("filesrc", "disk_source");
g_object_set (G_OBJECT (filesrc), "location", argv[1], NULL);
/* 创建解码器元件 */
decoder = gst_element_factory_make ("mad", "decoder");
/* 创建音频回放元件 */
audiosink = gst_element_factory_make ("osssink", "play_audio");
/* 将生成的元件添加到管道中 */
gst_bin_add_many (GST_BIN (pipeline), filesrc, decoder, audiosink, NULL);
/* 连接各个元件 */
gst_element_link_many (filesrc, decoder, audiosink, NULL);
/* 开始播放 */
gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_PLAYING);
while (gst_bin_iterate (GST_BIN (pipeline)));
/* 停止管道处理流程 */
gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_NULL);
/* 释放占用的资源 */
gst_object_unref (GST_OBJECT (pipeline));
exit (0);
}
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五、小结随着 GNOME 桌面环境的不断普及，GStreamer 作为一个强大的多媒体应用开发框架，已经开始受到越来越多人的关注。Gstreamer在设计时采用了非常灵活的体系结构，并且提供了许多预定义的媒体处理模块，因此能够极大简化在Linux下开发多媒体应用的难度。 |
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