/// <summary>
/// ビデオキャプチャデバイスがサポートするメディアタイプ・サイズを取得する。
/// </summary>
private static VideoFormat[] GetVideoOutputFormat(DirectShow.IPin pin)
{
// IAMStreamConfigインタフェース取得
if (!(pin is DirectShow.IAMStreamConfig config))
{
throw new InvalidOperationException("no IAMStreamConfig interface.");
}
// フォーマット個数取得
int cap_count = 0, cap_size = 0;
config.GetNumberOfCapabilities(ref cap_count, ref cap_size);
if (cap_size != Marshal.SizeOf(typeof(DirectShow.VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS)))
{
throw new InvalidOperationException("no VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS.");
}
// 返却値の確保
var result = new VideoFormat[cap_count];
// データ用領域確保
var cap_data = Marshal.AllocHGlobal(cap_size);
// 列挙
for (var i = 0; i < cap_count; i++)
{
var entry = new VideoFormat();
// x番目のフォーマット情報取得
DirectShow.AM_MEDIA_TYPE mt = null;
config.GetStreamCaps(i, ref mt, cap_data);
entry.Caps = PtrToStructure <DirectShow.VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS>(cap_data);
// フォーマット情報の読み取り
entry.MajorType = DirectShow.DsGuid.GetNickname(mt.MajorType);
entry.SubType = DirectShow.DsGuid.GetNickname(mt.SubType);
if (mt.FormatType == DirectShow.DsGuid.FORMAT_VideoInfo)
{
var vinfo = PtrToStructure <DirectShow.VIDEOINFOHEADER>(mt.pbFormat);
entry.Size = new Size(vinfo.bmiHeader.biWidth, vinfo.bmiHeader.biHeight);
entry.TimePerFrame = vinfo.AvgTimePerFrame;
}
else if (mt.FormatType == DirectShow.DsGuid.FORMAT_VideoInfo2)
{
var vinfo = PtrToStructure <DirectShow.VIDEOINFOHEADER2>(mt.pbFormat);
entry.Size = new Size(vinfo.bmiHeader.biWidth, vinfo.bmiHeader.biHeight);
entry.TimePerFrame = vinfo.AvgTimePerFrame;
}
// 解放
DirectShow.DeleteMediaType(ref mt);
result[i] = entry;
}
// 解放
Marshal.FreeHGlobal(cap_data);
return(result);
}
/// <summary>
/// ビデオキャプチャデバイスの出力形式を選択する。
/// 事前にGetVideoOutputFormatでメディアタイプ・サイズを得ておき、その中から希望のindexを指定する。
/// 同時に出力サイズとフレームレートを変更することができる。
/// </summary>
/// <param name="index">希望のindexを指定する</param>
/// <param name="size">Empty以外を指定すると出力サイズを変更する。事前にVIDEO_STREAM_CONFIG_CAPSで取得した可能範囲内を指定すること。</param>
/// <param name="timePerFrame">0以上を指定するとフレームレートを変更する。事前にVIDEO_STREAM_CONFIG_CAPSで取得した可能範囲内を指定すること。</param>
private static void SetVideoOutputFormat(DirectShow.IPin pin, int index, Size size, long timePerFrame)
{
// IAMStreamConfigインタフェース取得
var config = pin as DirectShow.IAMStreamConfig;
if (config == null)
{
throw new InvalidOperationException("no IAMStreamConfig interface.");
}
// フォーマット個数取得
int cap_count = 0, cap_size = 0;
config.GetNumberOfCapabilities(ref cap_count, ref cap_size);
if (cap_size != Marshal.SizeOf(typeof(DirectShow.VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS)))
{
throw new InvalidOperationException("no VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS.");
}
// データ用領域確保
var cap_data = Marshal.AllocHGlobal(cap_size);
// idx番目のフォーマット情報取得
DirectShow.AM_MEDIA_TYPE mt = null;
config.GetStreamCaps(index, ref mt, cap_data);
var cap = PtrToStructure <DirectShow.VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS>(cap_data);
if (mt.FormatType == DirectShow.DsGuid.FORMAT_VideoInfo)
{
var vinfo = PtrToStructure <DirectShow.VIDEOINFOHEADER>(mt.pbFormat);
if (!size.IsDefault)
{
vinfo.bmiHeader.biWidth = (int)size.Width;
vinfo.bmiHeader.biHeight = (int)size.Height;
}
if (timePerFrame > 0)
{
vinfo.AvgTimePerFrame = timePerFrame;
}
Marshal.StructureToPtr(vinfo, mt.pbFormat, true);
}
else if (mt.FormatType == DirectShow.DsGuid.FORMAT_VideoInfo2)
{
var vinfo = PtrToStructure <DirectShow.VIDEOINFOHEADER2>(mt.pbFormat);
if (!size.IsDefault)
{
vinfo.bmiHeader.biWidth = (int)size.Width;
vinfo.bmiHeader.biHeight = (int)size.Height;
}
if (timePerFrame > 0)
{
vinfo.AvgTimePerFrame = timePerFrame;
}
Marshal.StructureToPtr(vinfo, mt.pbFormat, true);
}
// フォーマットを選択
config.SetFormat(mt);
// 解放
if (cap_data != System.IntPtr.Zero)
{
Marshal.FreeHGlobal(cap_data);
}
if (mt != null)
{
DirectShow.DeleteMediaType(ref mt);
}
}
/// <summary>
/// ビデオキャプチャデバイスの出力形式を選択する。
/// </summary>
private static void SetVideoOutputFormat(DirectShow.IPin pin, VideoFormat format)
{
var formats = GetVideoOutputFormat(pin);
// 仕様ではVideoCaptureDeviceはメディア タイプごとに一定範囲の出力フォーマットをサポートできる。例えば以下のように。
// [0]:YUY2 最小:160x120, 最大:320x240, X軸4STEP, Y軸2STEPごと
// [1]:RGB8 最小:640x480, 最大:640x480, X軸0STEP, Y軸0STEPごと
// SetFormatで出力サイズとフレームレートをこの範囲内で設定可能。
// ただし試した限り、手持ちのUSBカメラはすべてサイズ固定(最大・最小が同じ)で返してきた。
// https://msdn.microsoft.com/ja-jp/windows/dd407352(v=vs.80)
// VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPSの以下を除くほとんどのメンバーはdeprecated(非推奨)である。
// アプリケーションはその他のメンバーの利用を避けること。かわりにIAMStreamConfig::GetFormatを利用すること。
// - Guid:FORMAT_VideoInfo or FORMAT_VideoInfo2など。
// - VideoStandard:アナログTV信号のフォーマット(NTSC, PALなど)をAnalogVideoStandard列挙体で指定する。
// - MinFrameInterval, MaxFrameInterval:ビデオキャプチャデバイスがサポートするフレームレートの範囲。100ナノ秒単位。
// 上記によると、VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPSは現在はdeprecated(非推奨)であるらしい。かわりにIAMStreamConfig::GetFormatを使用することらしい。
// 上記仕様を守ったデバイスは出力サイズを固定で返すが、守ってない古いデバイスは出力サイズを可変で返す、と考えられる。
// 参考までに、VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPSで解像度・クロップサイズ・フレームレートなどを変更する手順は以下の通り。
// ①フレームレート(これは非推奨ではない)
// VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS のメンバ MinFrameInterval と MaxFrameInterval は各ビデオ フレームの最小の長さと最大の長さである。
// 次の式を使って、これらの値をフレーム レートに変換できる。
// frames per second = 10,000,000 / frame duration
// 特定のフレーム レートを要求するには、メディア タイプにある構造体 VIDEOINFOHEADER か VIDEOINFOHEADER2 の AvgTimePerFrame の値を変更する。
// デバイスは最小値と最大値の間で可能なすべての値はサポートしていないことがあるため、ドライバは使用可能な最も近い値を使う。
// ②Cropping(画像の一部切り抜き)
// MinCroppingSize = (160, 120) // Cropping最小サイズ。
// MaxCroppingSize = (320, 240) // Cropping最大サイズ。
// CropGranularityX = 4 // 水平方向細分度。
// CropGranularityY = 8 // 垂直方向細分度。
// CropAlignX = 2 // the top-left corner of the source rectangle can sit.
// CropAlignY = 4 // the top-left corner of the source rectangle can sit.
// ③出力サイズ
// https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc353344.aspx
// https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc371290.aspx
// VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS 構造体は、このメディア タイプに使える最小と最大の幅と高さを示す。
// また、"ステップ" サイズ"も示す。ステップ サイズは、幅または高さを調整できるインクリメントの値を定義する。
// たとえば、デバイスは次の値を返すことがある。
// MinOutputSize: 160 × 120
// MaxOutputSize: 320 × 240
// OutputGranularityX:8 ピクセル (水平ステップ サイズ)
// OutputGranularityY:8 ピクセル (垂直ステップ サイズ)
// これらの数値が与えられると、幅は範囲内 (160、168、176、... 304、312、320) の任意の値に、
// 高さは範囲内 (120、128、136、... 224、232、240) の任意の値に設定できる。
// 出力サイズの可変のUSBカメラがないためデバッグするには以下のコメントを外す。
// I have no USB camera of variable output size, uncomment below to debug.
//size = new Size(168, 126);
//vformat[0].Caps = new DirectShow.VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS()
//{
// Guid = DirectShow.DsGuid.FORMAT_VideoInfo,
// MinOutputSize = new DirectShow.SIZE() { cx = 160, cy = 120 },
// MaxOutputSize = new DirectShow.SIZE() { cx = 320, cy = 240 },
// OutputGranularityX = 4,
// OutputGranularityY = 2
//};
// VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPSは現在では非推奨。まずは固定サイズを探す
// VIDEO_STREAM_CONFIG_CAPS is deprecated. First, find just the fixed size.
for (var i = 0; i < formats.Length; i++)
{
var item = formats[i];
// VideoInfoのみ対応する。(VideoInfo2はSampleGrabber未対応のため)
// VideoInfo only... (SampleGrabber do not support VideoInfo2)
// https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc370616.aspx
if (item.MajorType != DirectShow.DsGuid.GetNickname(DirectShow.DsGuid.MEDIATYPE_Video))
{
continue;
}
if (string.IsNullOrEmpty(format.SubType) == false && format.SubType != item.SubType)
{
continue;
}
if (item.Caps.Guid != DirectShow.DsGuid.FORMAT_VideoInfo)
{
continue;
}
if (item.Size.Width == format.Size.Width && item.Size.Height == format.Size.Height)
{
SetVideoOutputFormat(pin, i, format.Size, format.TimePerFrame);
return;
}
}
// 固定サイズが見つからなかった。可変サイズの範囲を探す。
// Not found fixed size, search for variable size.
for (var i = 0; i < formats.Length; i++)
{
var item = formats[i];
// VideoInfoのみ対応する。(VideoInfo2はSampleGrabber未対応のため)
// VideoInfo only... (SampleGrabber do not support VideoInfo2)
// https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc370616.aspx
if (item.MajorType != DirectShow.DsGuid.GetNickname(DirectShow.DsGuid.MEDIATYPE_Video))
{
continue;
}
if (string.IsNullOrEmpty(format.SubType) == false && format.SubType != item.SubType)
{
continue;
}
if (item.Caps.Guid != DirectShow.DsGuid.FORMAT_VideoInfo)
{
continue;
}
if (item.Caps.OutputGranularityX == 0)
{
continue;
}
if (item.Caps.OutputGranularityY == 0)
{
continue;
}
for (var w = item.Caps.MinOutputSize.cx;
w < item.Caps.MaxOutputSize.cx;
w += item.Caps.OutputGranularityX)
{
for (var h = item.Caps.MinOutputSize.cy;
h < item.Caps.MaxOutputSize.cy;
h += item.Caps.OutputGranularityY)
{
if (w == format.Size.Width && h == format.Size.Height)
{
SetVideoOutputFormat(pin, i, format.Size, format.TimePerFrame);
return;
}
}
}
}
// サイズが見つかなかった場合はデフォルトサイズとする。
// Not found, use default size.
SetVideoOutputFormat(pin, 0, Size.Empty, 0);
}