Gstreamer官方教程汇总基本教程3---Dynamic pipelines

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摘要: 将gstreamer的官方教程做了一下整理，分享给需要的人们。

Goal

本教程介绍剩下的的使用GStreamer的所需的基本概念，它允许随时地建立管道，作为信息变得可用，而不必在你的应用程序的开头定义一个全局的管道。

本教程后，您将具备必要的知识，开始 Playback tutorials。这个教程将讨论的是：

• 如何在链接元素时进行更好的控制。

• 有兴趣的事件如何得到通知，以便您能及时作出反应。

• 一个元素可以有的不同的状态

Introduction

正如你将要看到的，本教程中的管道没有完全建成之前，它被设置为播放状态。这是确定。如果我们不采取进一步行动，数据将达到管道的末端，只是被丢弃。但是，我们要采取进一步行动...

在这个例子中，我们打开一个复合（或复用）的文件，这就是，音频和视频是一起存放在一个容器文件里面。负责开这样的容器被称为分路器（demuxers）的元素，一些这样容器格式的例子是的Matroska（MKV），Quick Time（QT，MOV），OGG，或Advanced Systems Format（ASF，WMV，WMA）。

如果容器嵌入多个数据流（一个视频和两个音频轨道，例如），分路器将它们分开，并通过不同的输出端口揭露他们。以这种方式，不同的分支可以在管道中被创建，处理不同类型的数据。

通过它的GStreamer元件彼此连通的端口称为衬垫（GstPad）。存在接收端衬垫（sink pads），通过它数据进入一个元素，和源衬垫（source pads），通过它数据可退出一个元素。这是很自然的，源元件只包含源衬垫，接收端元件只包含接收端衬垫和过滤元件包含两者。

图1。 GStreamer的元素及其衬垫。

一个分路器包含一个接收端衬垫，通过分路器，当复合数据到达，配合多个源衬垫，每个流都找到对应的容器：

图2。一个分路器有两个来源衬垫。

为了完整起见，在这里你有一个包含分路器和两个分支，一个用于音频，一个用于视频的简化管道。这不是将建在这个例子中的管道：

图3。例如管道有两个分支。

当使用分路器处理的主要复杂性在于，分路器不能产生任何信息，直到他们已经收到了一些数据，并有机会看看容器，看看里面是什么。这是，分路器开始的时候没有可以让其他元件链接的源衬垫，因此管道必然终止于它们。

解决的办法是建立一个从源元件向下到分路器的管道，并将其设置为运行（播放）。当分路器已经获得了足够的信息，以了解在容器内的流的数量和种类，它会开始创建源衬垫。这是一个合适的时间，我们完成建设管道，并将其附加到新添加的分路器衬垫。

为简单起见，在此示例中，我们将只链接到音频垫，并忽略该视频。

Dyamic Hello World

将此代码复制到名为basic-tutorial-3.c的一个文本文件

#include <gst/gst.h>   /* Structure to contain all our information, so we can pass it to callbacks */typedef struct _CustomData {  GstElement *pipeline;  GstElement *source;  GstElement *convert;  GstElement *sink;} CustomData;   /* Handler for the pad-added signal */static void pad_added_handler (GstElement *src, GstPad *pad, CustomData *data);   int main(int argc, char *argv[]) {  CustomData data;  GstBus *bus;  GstMessage *msg;  GstStateChangeReturn ret;  gboolean terminate = FALSE;     /* Initialize GStreamer */  gst_init (&argc, &argv);      /* Create the elements */  data.source = gst_element_factory_make ("uridecodebin", "source");  data.convert = gst_element_factory_make ("audioconvert", "convert");  data.sink = gst_element_factory_make ("autoaudiosink", "sink");     /* Create the empty pipeline */  data.pipeline = gst_pipeline_new ("test-pipeline");      if (!data.pipeline || !data.source || !data.convert || !data.sink) {    g_printerr ("Not all elements could be created.\n");    return -1;  }     /* Build the pipeline. Note that we are NOT linking the source at this   * point. We will do it later. */  gst_bin_add_many (GST_BIN (data.pipeline), data.source, data.convert , data.sink, NULL);  if (!gst_element_link (data.convert, data.sink)) {    g_printerr ("Elements could not be linked.\n");    gst_object_unref (data.pipeline);    return -1;  }     /* Set the URI to play */  g_object_set (data.source, "uri", "http://docs.gstreamer.com/media/sintel_trailer-480p.webm", NULL);     /* Connect to the pad-added signal */  g_signal_connect (data.source, "pad-added", G_CALLBACK (pad_added_handler), &data);     /* Start playing */  ret = gst_element_set_state (data.pipeline, GST_STATE_PLAYING);  if (ret == GST_STATE_CHANGE_FAILURE) {    g_printerr ("Unable to set the pipeline to the playing state.\n");    gst_object_unref (data.pipeline);    return -1;  }     /* Listen to the bus */  bus = gst_element_get_bus (data.pipeline);  do {    msg = gst_bus_timed_pop_filtered (bus, GST_CLOCK_TIME_NONE,        GST_MESSAGE_STATE_CHANGED | GST_MESSAGE_ERROR | GST_MESSAGE_EOS);       /* Parse message */    if (msg != NULL) {      GError *err;      gchar *debug_info;             switch (GST_MESSAGE_TYPE (msg)) {        case GST_MESSAGE_ERROR:          gst_message_parse_error (msg, &err, &debug_info);          g_printerr ("Error received from element %s: %s\n", GST_OBJECT_NAME (msg->src), err->message);          g_printerr ("Debugging information: %s\n", debug_info ? debug_info : "none");          g_clear_error (&err);          g_free (debug_info);          terminate = TRUE;          break;        case GST_MESSAGE_EOS:          g_print ("End-Of-Stream reached.\n");          terminate = TRUE;          break;        case GST_MESSAGE_STATE_CHANGED:          /* We are only interested in state-changed messages from the pipeline */          if (GST_MESSAGE_SRC (msg) == GST_OBJECT (data.pipeline)) {            GstState old_state, new_state, pending_state;            gst_message_parse_state_changed (msg, &old_state, &new_state, &pending_state);            g_print ("Pipeline state changed from %s to %s:\n",                gst_element_state_get_name (old_state), gst_element_state_get_name (new_state));          }          break;        default:          /* We should not reach here */          g_printerr ("Unexpected message received.\n");          break;      }      gst_message_unref (msg);    }  } while (!terminate);     /* Free resources */  gst_object_unref (bus);  gst_element_set_state (data.pipeline, GST_STATE_NULL);  gst_object_unref (data.pipeline);  return 0;}   /* This function will be called by the pad-added signal */static void pad_added_handler (GstElement *src, GstPad *new_pad, CustomData *data) {  GstPad *sink_pad = gst_element_get_static_pad (data->convert, "sink");  GstPadLinkReturn ret;  GstCaps *new_pad_caps = NULL;  GstStructure *new_pad_struct = NULL;  const gchar *new_pad_type = NULL;     g_print ("Received new pad '%s' from '%s':\n", GST_PAD_NAME (new_pad), GST_ELEMENT_NAME (src));     /* If our converter is already linked, we have nothing to do here */  if (gst_pad_is_linked (sink_pad)) {    g_print ("  We are already linked. Ignoring.\n");    goto exit;  }     /* Check the new pad's type */  new_pad_caps = gst_pad_get_caps (new_pad);  new_pad_struct = gst_caps_get_structure (new_pad_caps, 0);  new_pad_type = gst_structure_get_name (new_pad_struct);  if (!g_str_has_prefix (new_pad_type, "audio/x-raw")) {    g_print ("  It has type '%s' which is not raw audio. Ignoring.\n", new_pad_type);    goto exit;  }     /* Attempt the link */  ret = gst_pad_link (new_pad, sink_pad);  if (GST_PAD_LINK_FAILED (ret)) {    g_print ("  Type is '%s' but link failed.\n", new_pad_type);  } else {    g_print ("  Link succeeded (type '%s').\n", new_pad_type);  }   exit:  /* Unreference the new pad's caps, if we got them */  if (new_pad_caps != NULL)    gst_caps_unref (new_pad_caps);     /* Unreference the sink pad */  gst_object_unref (sink_pad);}

逐步解说

/* Structure to contain all our information, so we can pass it to callbacks */typedef struct _CustomData {  GstElement *pipeline;  GstElement *source;  GstElement *convert;  GstElement *sink;} CustomData;

到目前为止，我们已经保留了所有我们需要的信息（指针 GstElement）为局部变量。由于本教程（以及大多数实际应用）涉及的回调，我们将聚集我们所有的数据到一个结构体，这样我们更容易处理。

/* Handler for the pad-added signal */static void pad_added_handler (GstElement *src, GstPad *pad, CustomData *data);

这是一个超前的引用，呆会用。

/* Create the elements */data.source = gst_element_factory_make ("uridecodebin", "source");data.convert = gst_element_factory_make ("audioconvert", "convert");data.sink = gst_element_factory_make ("autoaudiosink", "sink");

我们创建的元素像往常一样。 uridecodebin 将在内部实例化所有必要的元素（源，分路器和解码器），把一个URI转换到原始音频和/或视频流。它做了一半 playbin2 做的工作。因为它包含分路器，它的源衬垫最初不可用，我们需要在运行时链接他们。

audioconvert 是为不同的音频格式之间进行转换，并确认此示例将工作在任何平台上，由于由音频解码器生成的格式可能和接收端所期望是不一样的。

autoaudiosink 相当于在前面的教程中看到的 autovideosink ，用于音频。它将呈现音频流的音频卡。

if (!gst_element_link (data.convert, data.sink)) {  g_printerr ("Elements could not be linked.\n");  gst_object_unref (data.pipeline);  return -1;}

在这里，我们的转换器元件连接到接收元件，但我们不将它们与源元件链接，因为在这一点上它不包含源衬垫。我们刚刚离开这个无关联的分支（转换器+接收器），直到后来。

/* Set the URI to play */g_object_set (data.source, "uri", "http://docs.gstreamer.com/media/sintel_trailer-480p.webm", NULL);

我们经由结构体的属性来设置将要播放的文件的URI，就像我们在以前的教程中所作的一样。

Signals

/* Connect to the pad-added signal */g_signal_connect (data.source, "pad-added", G_CALLBACK (pad_added_handler), &data);

GSignals 是GStreamer中的一个关键点。它们允许你被告知（用回调方式）， 当你感兴趣的事情发生时。信号由名称标识，并且每个图形对象（GObject）都有它自己的信号。

在这条线，我们将 “pad-added”绑定到我们的源元件（ uridecodebin 元素）。要做到这一点，我们使用 g_signal_connect()，并提供了回调函数中使用（pad_added_handler）和一个数据指针。 GStreamer对此数据的指针什么也不做，它只是将其转发给回调，所以我们可以用它共享信息。在这种情况下，我们通过一个指针的CustomData结构，专门用于这一目的。

一个GstElement产生的信号可以在它的文档里看到，或者用gst-inspect tool找到 ，详见 Basic tutorial 10: GStreamer tools。

现在，我们准备好了！刚刚成立的管道为播放状态，并开始监听总线有趣的信息（如错误或EOS），就像在前面的教程。

The callback

当我们的源元件终于有了足够的信息来开始生产数据时，它会创建源衬垫，并引发了“pad-added”的信号。在这一点上我们的回调会被调用：

static void pad_added_handler (GstElement *src, GstPad *new_pad, CustomData *data) {

src是触发信号的GstElement。在这个例子中，它只能是 uridecodebin，因为它是我们所连接的唯一信号。

new_pad是刚刚被加入到源元件的 GstPad 。这通常是我们想要连结垫。

数据是我们连接到信号时提供的指针。在这个例子中，我们用它来传递的CustomData指针。

GstPad *sink_pad = gst_element_get_static_pad (data->convert, "sink");

从CustomData我们提取转换器元件，然后用 gst_element_get_static_pad () 检索其接收槽垫。这是我们想要与new_pad连结的衬垫。在前面的教程中，我们联元素对元素，让GStreamer中选择适当的衬垫。现在，我们要直接连接衬垫。

/* If our converter is already linked, we have nothing to do here */if (gst_pad_is_linked (sink_pad)) {  g_print ("  We are already linked. Ignoring.\n");  goto exit;}

 uridecodebin 可以创建任意多个它认为合适衬垫，对于每一个，这个回调函数会被调用。这行代码会阻止我们试图链接到一个新的衬垫，一旦我们已经链接。

/* Check the new pad's type */new_pad_caps = gst_pad_get_caps (new_pad);new_pad_struct = gst_caps_get_structure (new_pad_caps, 0);new_pad_type = gst_structure_get_name (new_pad_struct);if (!g_str_has_prefix (new_pad_type, "audio/x-raw")) {  g_print ("  It has type '%s' which is not raw audio. Ignoring.\n", new_pad_type);  goto exit;}

现在，我们将检查数据这个新垫是要输出，类型，因为我们只关心垫制作音频。之前我们已经创建了一个管道处理音频（与 autoaudiosink 链接的 audioconvert ），而我们将无法将其链接到制作视频的衬垫，在这个例子中。

gst_pad_get_caps() 获取衬垫的功能（这是，它支持的数据类型），裹在 GstCaps 结构中。衬垫可以提供许多功能，因此 GstCaps 可以包含许多 GstStructure，各自代表不同的功能。

因为，在这种情况下，我们知道我们想要的衬垫只有一个功能（音频），我们取第一个 GstStructure 与 gst_caps_get_structure()。

最后，用 gst_structure_get_name() ，我们重新获得结构的名称，其中包含格式的主要描述（其MIME类型，实际上）。

如果名称不是以/ X-RAW开头，这不是一个解码音频的衬垫，我们不感兴趣。

否则，尝试链接：

/* Attempt the link */ret = gst_pad_link (new_pad, sink_pad);if (GST_PAD_LINK_FAILED (ret)) {  g_print ("  Type is '%s' but link failed.\n", new_pad_type);} else {  g_print ("  Link succeeded (type '%s').\n", new_pad_type);}

gst_pad_link() 尝试连接两个衬垫。他们本质和 gst_element_link() 一样，链接必须从源头指向接收端，两个衬垫必须由属于同一箱柜（bin）（或管道pipeline）的元素所拥有。

我们正在做的！当合适的垫出现时，它会连接到音频处理管道和执行其余部分，直到错误或EOS。然而，我们将从本教程榨取更多的内容，还推出了状态的概念。

GStreamer States

我们已经讨论了一些状态，当我们说，playback不能开始播放，直到你把管道输送到PLAYING状态。我们将在这里介绍余下的状态和它们的含义。有4个状态的GStreamer：

NULL  元素的空状态或初始状态。READY该元素是准备去暂停。PAUSED元素暂停时，它已准备好接受和处理数据。接收端元素但只接受一个缓冲区，然后阻塞。PLAYING元素正在播放时，时钟运行和数据流动。

您只能在相邻的两个状态间切换，这是，你不能从 NULL 换到 PLAYING，你必须要经过 READY 和 PAUSED 状态。如果您将管道设置为 PLAYING 状态，不过，GStreamer将会使中间件为您服务。

case GST_MESSAGE_STATE_CHANGED:  /* We are only interested in state-changed messages from the pipeline */  if (GST_MESSAGE_SRC (msg) == GST_OBJECT (data.pipeline)) {    GstState old_state, new_state, pending_state;    gst_message_parse_state_changed (msg, &old_state, &new_state, &pending_state);    g_print ("Pipeline state changed from %s to %s:\n",        gst_element_state_get_name (old_state), gst_element_state_get_name (new_state));  }  break;

我们增加了这片侦听关于状态变化的总线消息的代码，并将它们打印在屏幕上，以帮助您了解的转换代码。每一个元素将关于它的当前状态的消息放在总线上，所以我们筛选出来，只收听从管道过来的消息。

大多数应用程序只需要关注从 PLAYING 到开始播放，然后 PAUSE 执行暂停，然后再返回到空，在程序退出时释放所有的资源。

Exercise

动态衬垫链接历来是一个困难的话题，对于很多程序员来说。证明你已经通过实例化 autovideosink （可能与前面的 ffmpegcolorspace ），在右边衬垫出现时，掌握如何将其链接到分路器。提示：你已经在视频衬垫类型的屏幕上打印了。

您现在应该看到（和听到）同一教程中的 Basic tutorial 1: Hello world! 。在此教程中，您使用 playbin2，这是一个方便的元素，它会为您自动处理所有的分路和衬垫链接。大多数的 Playback tutorials 致力于 playbin2。

Conclusion

在本教程中，您学习了：

• 使用 GSignals 通知事件

• 如何直接连接 GstPad 而不是连接他们的父元素

• 各种状态的GStreamer的元素

您还结合这些条目，以建立一个动态的管道，这不是在程序开始处的定义，而是作为媒体方面的可用信息被创造。现在，您可以继续使用的基本教程，了解执行的目的和时间相关的查询的  Basic tutorial 4: Time management ，并获得有关 playbin2 元素更深入的了解。

请记住，此页你应该找到本教程的完整源代码，并建立它需要的任何附件文件。

很高兴在此与你一起度过，并希望在以后的教程继续见到你！

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