Guide to GStreamer Application Development Manual: CH1 to CH10
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文档介绍了GStreamer多媒体框架的基本概念和元素，包括元素、管道、填充和通信机制。GStreamer允许通过插件扩展功能，并提供各种接口和管理元素的方式。文档还包含示例代码和使用场景，以及如何处理和传输多媒体数据。
![很囉唆的細節，請自行斟酌
/* 5. 告訴程式開哪個檔案 */
g_object_set (G_OBJECT (source), "location",
argv[1], NULL);
/* 6. 叫mainloop聽GStreamer bus */
bus = gst_pipeline_get_bus (GST_PIPELINE (pipeline));
bus_watch_id = gst_bus_add_watch (bus,
bus_call,
loop);
gst_object_unref (bus);
前面的callback](https://image.slidesharecdn.com/guidetogstreamerapplicationdevelopmentmanualch1ch10-140507003651-phpapp02/85/Guide-to-GStreamer-Application-Development-Manual-CH1-to-CH10-72-320.jpg)
Guide to GStreamer Application Development Manual: CH1 to CH10
- 1. GStreamer Application Development Manual 導讀 第一章到第十章 Wen Liao
- 3. 注意 ● 只包含手冊第一章到第十章 ● 可能有誤，請自行斟酌對照手冊 ● 請留意囉唆的程式碼變數顏色 my_var = my_func(); my_hash(my_var);
- 4. Outline ● Backgrounds ● Overview ● Demo ● References
- 5. Background ● Framework ○ Longman: ■ the main supporting parts of a building, vehicle, or object ● http://www.ldoceonline.com/dictionary/framework ● Software framework ○ 一般性，可重複使用的軟體平台 ○ 用於降降低開發軟體的成本
- 6. Multimedia Framework ● 一種Software framework ● 專門來處理多媒體相關應用程式 ○ 多媒體播放器 ○ 多媒體格式轉換 ○ 多媒體編輯器 ○ Video conference ○ ….
- 7. GStreamer ● 一種Multimedia framework ● 以基於Ｃ語言開發的GObject發展 ● 支援多平台 ● LGPL
- 8. Element and Pipeline in GStreamer: Series of Producer - Consumer http://en.wikipedia.org/wiki/GStreamer#Technical_overview PAD 兩邊有協定溝 通決定要傳送 那些資料 兩邊有協定溝 通決定要傳送 那些資料
- 9. Plugin ● 一種Element ● 大部分以static library形式 ● 種類 ○ codec ○ container formats ○ IO driver
- 11. Outline ● Backgrounds ● Overview ● Demo ● References
- 13. Overview ● Element ● Pad ● Bin and pipeline ● Communication
- 14. Element ● 提供基本功能的元件。可以透過Pad和其他 Element組合。 ○ 播放聲音 ○ 讀取檔案 ○ 透過網路取得多媒體內容 ○ 多媒體解碼 ○ … ● 分類 ○ Source element ○ 一般element ○ Sink element
- 16. 一般Element ● 有輸入有輸出 ● 應用： ○ Filters ○ convertors ○ demuxers ○ muxers ○ codecs http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-elements.html
- 18. 產生Element 方法一：懶人法 /* 建立 */ element = gst_element_factory_make ("fakesrc", "source"); ... /* 宰掉 */ gst_object_unref (GST_OBJECT (element)); Factory name 自己給的名稱 Factory name GST會內部maintain reference counter，每次unref 就遞減。減到0就deallocate http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-elements.html
- 19. 產生Element 方法二：非懶人法 /* 建立 */ factory = gst_element_factory_find ("fakesrc"); element = gst_element_factory_create (factory, "source"); ... /* 宰掉 */ gst_object_unref (GST_OBJECT (element)); Factory name 自己給的名稱 Factory name GST會內部maintain reference counter，每次unref 就遞減。減到0就deallocate http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-elements.html
- 20. Element ● gst-inspect指令可以顯示系統可用的element 資訊 ● GstElement資料結構繼承自GObject ○ 可用GObject的屬性 ○ 可用GObject的signal及對應的callback ○ GObject資訊 ■ https://developer.gnome.org/gobject/stable/rn01. html
- 21. Element和Factory ● GstElementFactory ○ Framework maintain所有系統上可以用的plugin (element)資訊(metadata) ■ ex: ● gst_element_factory_get_metadata (factory, GST_ELEMENT_METADATA_DESCRIPTION)) ○ 這些metadata可以用來確認目前element和element之 間是否可以互相連接
- 22. 連接Elements 1. 產生pipeline 2. 決定並產生elements 3. 把elements打包成bin a. (要記得pipeline是bin的一種） 4. 建立link http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/section-elements-link.html
- 23. 範例 /* 1.產生 pipeline */ pipeline = gst_pipeline_new ("my-pipeline"); /* 2. 產生elements */ source = gst_element_factory_make ("fakesrc", "source"); filter = gst_element_factory_make ("identity", "filter"); sink = gst_element_factory_make ("fakesink", "sink"); /* 3. 打包 */ gst_bin_add_many (GST_BIN (pipeline), source, filter, sink, NULL); http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-elements.html
- 24. 接關 /* 4. 連連看 */ if (!gst_element_link_many (source, filter, sink, NULL)) { g_warning ("Failed to link elements!"); } http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-elements.html
- 25. Element內部狀態 ● GST_STATE_NULL ○ 建立時預設狀態 ○ 內部沒有分配任何資源 ○ 狀態被設成NULL framework會自動清除資源 ○ 當reference count為零時必須要在該狀態 ● GST_STATE_READY ○ 資源已配置或是被reset掉
- 26. Element內部狀態 ● GST_STATE_PAUSED ○ 資源已分配並可以執行，但是偏不去處理資料 ○ 此時可以趁機更動控制資料以達到trick play的目的 ○ 因為隨時都有可能從暫停狀態切換到播放狀態， Element需要想辦法降低狀態切換所需時間。 ● GST_STATE_PLAYING ○ 和PAUSE差別就是會去處理資料 ○ 精確的說法，是clock有沒有在run的差別 ■ 在這邊有解釋clock ● http://gstreamer.freedesktop. org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-clocks.
- 27. 關於Element狀態 ● 透過下面API更改 ○ gst_element_set_state (GstElement *element, GstState state); NULL READY PAUSE PLAYING http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/gstreamer/html/GstElement.html#GstState NULL READY PAUSE PLAYING Upward state change Downward state change
- 28. Overview ● Element ● Pad ● Bin and pipeline ● Communication
- 29. Pad ● Element的input/output部份 ○ Sink: Input ○ Source: Output ● Element之間的連結方式 ● GStreamer允許element之間透過negociate 決定link以及資料傳輸方式 ○ GstCaps ■ GStreamer capabilities of an element ● 想像螢幕可以顯示HDMI或是VGA訊號，這些 信號線就是PAD
- 30. More about Pad ● 主要組成 ○ 資料傳輸方向 ■ Source ■ Sink ○ Availability ■ Always ■ Sometimes (Dynamic) ● 應用程式可以透過監聽pad-added event處理對應行為 ● gst-inspect指令會列出支援的events ■ On request ● element夠過下面API產生Pad ○ gst_element_get_request_pad ○ gst_element_get_compatible_pad
- 31. Capabilities ● 支援的屬性稱為property ○ Key: 字串 ○ Value: ■ 基本type如int, float ■ Range: 如1~100 ■ List ● 多個基本type ■ Array ● 多個相同的基本type
- 32. Capabilities ● 想像Mimetype ● 用途 ○ PnP ○ 檢查相容性 ○ 提供Metadata ○ Filter，限制處理的資料特性
- 33. 取得Capabilities metadata範例 cap_str = gst_caps_get_structure (caps, 0); if (!gst_structure_get_int (cap_str, "width", &width) || !gst_structure_get_int (cap_str, "height", &height)) { g_print ("No width/height availablen"); return; } http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/section-caps-api.html
- 34. Capabilities 作為filter應用方式 ● 設定elements兩邊link滿足條件(下面方式擇一） ○ filter_cap = gst_caps_new_full(..); ○ filter_cap = gst_caps_new_simple(..); ● link兩個element，前面的條件作為參數帶入 ○ gst_element_link_filtered (ele1, ele2, filter_cap);
- 35. Ghost Pad ● 用於處理bin的pad問題。因為bin沒有pad，並 且實際上處理pad的仍然是element ● 想法：Unix下的symbolic link http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/section-pads-ghost.html 做一個假的 bin本身沒有pad
- 36. 建立Ghost Pad ● 產生element和bin ● 把element打包到bin ● link element內部 ● 產生Ghost Pad
- 37. 範例 /* 產生element和bin */ sink = gst_element_factory_make ("fakesink", "sink"); bin = gst_bin_new ("mybin"); gst_bin_add (GST_BIN (bin), sink); /* 產生ghost pad */ pad = gst_element_get_static_pad (sink, "sink"); gst_element_add_pad (bin, gst_ghost_pad_new ("sink", pad)); gst_object_unref (GST_OBJECT (pad)); 把element的pad 轉給ghost pad
- 38. Overview ● Element ● Pad ● Bin and pipeline ● Communication
- 39. Bin ● Bin ○ 一組透過pad連接起來的elements ○ GStreamer提供針對bin的操作。只要操作bin， GStreamer幫你搞定裏面的element。 ■ 設定狀態 ■ 傳送錯誤通知 ■ …
- 40. Bin http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-bins.html ● 精確的來說，Bin是一個container element ○ 所有對element/GObject的操作都可以apply到bin
- 41. Pipeline ● Pipeline ○ 一種bin ○ 最高層的bin，和一般bin的差別是他提供介面給應用程 式控制 ○ 實作上面，每個pipe都是單獨的thread http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/section-intro-basics-bins.html
- 42. 使用bin ● 產生pipeline給應用程式使用 ● 產生bin ● 產生element處理實體資料 ● 打包成bin ● 告訴pipeline處理bin ● 連連看 ● 開工
- 43. 範例 /* 1. 產生pipeline給應用程式使用 */ pipeline = gst_pipeline_new ("my_pipeline"); /* 2. 產生bin */ bin = gst_bin_new ("my_bin"); /* 3. 產生element處理實體資料 */ source = gst_element_factory_make ("fakesrc", "source"); sink = gst_element_factory_make ("fakesink", "sink"); http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/section-bin-create.html
- 44. 範例 /* 4. 打包成bin */ gst_bin_add_many (GST_BIN (bin), source, sink, NULL); /* 5. 告訴pipeline處理bin */ gst_bin_add (GST_BIN (pipeline), bin); /* 6. 連連看 */ gst_element_link (source, sink); http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/section-bin-create.html
- 45. Overview ● Element ● Pad ● Bin and pipeline ● Communication ○ bus and message ○ buffer
- 47. Communication ● 對象：Pipeline、element、應用程式 ● 方式 ○ buffer object ■ 對象：element之間 ■ 用於傳送Streaming需要的資料 ■ 單向的從source 到 sink ○ event object ■ 對象： ● Element之間 ● 應用程式到element ■ 雙向 ■ source 到 sink的event可支援和streaming 同步
- 48. Communication ● 對象：Pipeline、element、應用程式 ● 方式 ○ message object ■ 對象：element到應用程式 ■ 支援同步或非同步方式 ■ Thread safe ○ Queries object ■ 對象： ● 應用程式到pipeline ● Element之間 ■ 用來讓應用程式查詢狀態如已播放時間等 ■ 為同步傳輸。表示應用程式送出query要等到 pipeline回應才能繼續執行。
- 50. Overview ● Element ● Pad ● Bin and pipeline ● Communication ○ bus and message ○ buffer
- 51. More about Bus and Message ● Pipeline產生時就會自動分配Bus資源 ● 使用方式 ○ 使用GLib/Gtk+ main loop去 i. 告訴loop要聽bus event，從對應的callback參數中 去撈event如 ● GST_MESSAGE_EOS ● GST_MESSAGE_ERROR ● .. ii. polling
- 52. 使用GLib/Gtk+ main loop 處理message (1) ● 撰寫callback，撈想看的event ● 應用程式中 ○ 告訴main loop要聽bus event，前面的callback為參數 ○ 啟動main loop
- 53. 範例 /* 1. 寫callback */ my_bus_callback (...) { ... switch (GST_MESSAGE_TYPE (message)) { case GST_MESSAGE_ERROR: … } } http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-bus.html
- 54. 範例 /* 以下都在main() 裏面 */ /* 2. 我要從main loop 聽GStreamer bus event */ bus = gst_pipeline_get_bus (GST_PIPELINE (pipeline)); bus_watch_id = gst_bus_add_watch (bus, my_bus_callback, NULL); gst_object_unref (bus); /* 3. 開工 */ loop = g_main_loop_new (NULL, FALSE); g_main_loop_run (loop); …. http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-bus.html 上頁callback function
- 55. 使用GLib/Gtk+ main loop 處理message (2) ● 直接註冊signal callback bus = gst_pipeline_get_bus (GST_PIPELINE (pipeline); gst_bus_add_signal_watch (bus); g_signal_connect (bus, "message::error", G_CALLBACK (cb_message_error), NULL); g_signal_connect (bus, "message::eos", G_CALLBACK (cb_message_eos), NULL); Callback function for events
- 56. Messages ● 格式 ○ message source ■ 從哪個element送出 ○ message type ○ timestamp ● 分類 ○ 錯誤或警告通知 ○ 播放結束通知 (EOS) ○ Tag：和metadata 相關 ○ 狀態改變，如從PLAYING轉換到PAUSE ○ 緩衝相關 ○ Element自訂訊息
- 57. Overview ● Element ● Pad ● Bin and pipeline ● Communication ○ bus and message ○ buffer
- 58. More about Buffer ● GStreamer element之間實際傳送的多媒體資 料 ● GStreamer幫你弄buffer 機制 ● 包含 ○ 指標 ○ timestamp ○ reference count。減到零自動GG ○ flag
- 59. 典型Buffer生命週期 ● Source element: 新增分配、分配記憶體空間、 放資料、傳給Sink element ● Sink element: 從buffer讀資料、處理資料、 unreference buffer、framework發現reference count變為0所以釋放相關資源
- 60. Outline ● Backgrounds ● Overview ● Demo ● References
- 61. Environment ● Ubuntu 12.04.4 64-bit
- 62. Element Information ● gst-inspect oggdemux ○ Class hierarchy ○ Details
- 63. 手冊Hello World範例程式 ● 程式說明 ● 編譯 ● Demo
- 64. 程式描述 ● 出處: ○ http://gstreamer.freedesktop. org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-helloworld.html#section- helloworld ● 目的：從檔案播放 Ogg影片中Vorbis格式的聲音 http://gstreamer.freedesktop.org/data/doc/gstreamer/head/manual/html/chapter-helloworld.html
- 67. 程式架構 ● Element訊息處理Callback ● 處理pad add event ● 主程式 ○ 準備 ■ 分配資源 ● elements ● GLib mainloop協助處理message ■ 把element打包成pipeline ■ 連連看 ■ 設定通訊及相關callback ○ 開始執行 ○ 結束、清場
- 68. 很囉唆的細節，請自行斟酌 /* 1. Element訊息處理Callback */ bus_call (...) { GMainLoop *loop = (GMainLoop *) data; switch (GST_MESSAGE_TYPE (msg)) { case GST_MESSAGE_EOS: g_main_loop_quit (loop); break; ... } } 播放結束處理
- 69. 很囉唆的細節，請自行斟酌 /* 2. 處理pad add event */ on_pad_added(..., GstPad *pad, gpointer data) { GstPad *sinkpad; GstElement *decoder = (GstElement *) data; …. sinkpad = gst_element_get_static_pad (decoder, "sink"); gst_pad_link (pad, sinkpad); gst_object_unref (sinkpad); } oggdemux動態產 生pad，所以產生 時才link decoder
- 70. 很囉唆的細節，請自行斟酌 main(...) { ... /* 3. 初始化 GStreamer和GLib mainloop */ gst_init (&argc, &argv); loop = g_main_loop_new (NULL, FALSE); …. /* 接下頁 */
- 71. 很囉唆的細節，請自行斟酌 /* 4. 分配資源 */ pipeline = gst_pipeline_new ("audio-player"); source = gst_element_factory_make ("filesrc", "file-source"); demuxer = gst_element_factory_make ("oggdemux", "ogg-demuxer"); decoder = gst_element_factory_make ("vorbisdec", "vorbis-decoder"); conv = gst_element_factory_make ("audioconvert", "converter"); sink = gst_element_factory_make ("autoaudiosink", "audio-output");
- 72. 很囉唆的細節，請自行斟酌 /* 5. 告訴程式開哪個檔案 */ g_object_set (G_OBJECT (source), "location", argv[1], NULL); /* 6. 叫mainloop聽GStreamer bus */ bus = gst_pipeline_get_bus (GST_PIPELINE (pipeline)); bus_watch_id = gst_bus_add_watch (bus, bus_call, loop); gst_object_unref (bus); 前面的callback
- 73. 很囉唆的細節，請自行斟酌 /* 7. 打包 */ gst_bin_add_many (GST_BIN (pipeline), source, demuxer, decoder, conv, sink, NULL); /* 8. 連連看 */ gst_element_link (source, demuxer); gst_element_link_many (decoder, conv, sink, NULL); /* 9. 註冊要處理的event */ g_signal_connect (demuxer, "pad-added", G_CALLBACK (on_pad_added), decoder); oggdemux動態產 生pad，所以產生 時才link decoder 前面的callback callback 吃的參數
- 74. 很囉唆的細節，請自行斟酌 /* 10. 將pipeline內的elements狀態設為可以播放 */ gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_PLAYING); /* 11. 開工 */ g_main_loop_run (loop);
- 75. 很囉唆的細節，請自行斟酌 /* 12. 收工 */ gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_NULL); gst_object_unref (GST_OBJECT (pipeline)); g_source_remove (bus_watch_id); g_main_loop_unref (loop); } 狀態設成null, element要自行釋 放資源 bus_call() 中呼叫g_main_loop_quit (loop)就會到這邊
- 76. 手冊Hello World範例程式 ● 程式說明 ● 編譯 ● Demo
- 77. 編譯參數 ● gcc -Wall helloworld.c -o helloworld $(pkg- config --cflags --libs gstreamer-1.0) $ echo $(pkg-config --cflags --libs gstreamer-0.10) -pthread -I/usr/include/gstreamer-0.10 - I/usr/include/glib-2.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/glib-2.0 /include -I/usr/include/libxml2 -pthread -lgstreamer-0.10 -lgobject-2.0 -lgmodule-2.0 -lgthread-2.0 -lrt -lxml2 - lglib-2.0 Ubuntu 12.04.4使 用0.10
- 78. 手冊Hello World範例程式 ● 程式說明 ● 編譯 ● Demo
- 79. Outline ● Backgrounds ● Terminology ● Demo ● References
- 80. References ● GStreamer - Wikipedia ○ http://en.wikipedia.org/wiki/GStreamer ● Overview of the design of GStreamer ○ http://cgit.freedesktop. org/gstreamer/gstreamer/plain/docs/design/part- overview.txt ● Application Development Manual ○ http://gstreamer.freedesktop.org/documentation/