GStreamer基础教程12 - 常用命令工具
摘要
GStreamer提供了不同的命令行工具用于快速的查看信息以及验证Pipeline的是否能够正确运行，在平时的开发过程中，我们也优先使用GStreamer的命令行工具验证，再将Pipeline集成到应用中。本文将介绍gst-inspect-1.0，gst-discoverer-1.0，gst-launch-1.0命令行工具的使用。
gst-inspect-1.0
此命令有3种工作模式，实际中我们常用第一种和第三种方式：
一、不带任何参数。这样会列出当前系统中支持的所有Element，这些Element可用于构造Pipeline.
二、跟文件名。这样会将指定文件作为一个GStreamer插件，尝试列出其中所包含的Element。例如下面的命令列出了libgstjpeg.so所包含的2个Elements：
$ gst-inspect-1.0 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gstreamer-1.0/libgstjpeg.so Plugin Details: Name jpeg Description JPeg plugin library Filename /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gstreamer-1.0/libgstjpeg.so Version 1.8.3 License LGPL Source module gst-plugins-good Source release date 2016-08-19 Binary package GStreamer Good Plugins (Ubuntu) Origin URL https://launchpad.net/distros/ubuntu/+source/gst-plugins-good1.0 jpegenc: JPEG image encoder jpegdec: JPEG image decoder 2 features: +-- 2 elements
三、跟Element名。会列出Element的详细信息。例如，下面的命令会列出jpeg解码器所支持的输入数据类型，Pad信息，支持的属性及值。我们主要关注Pad Template，以及Element的属性信息。
$ gst-inspect-1.0 jpegdec Factory Details: Rank primary (256) Long-name JPEG image decoder Klass Codec/Decoder/Image Description Decode images from JPEG format Author Wim Taymans <wim@fluendo.com> Plugin Details: Name jpeg Description JPeg plugin library Filename /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gstreamer-1.0/libgstjpeg.so Version 1.8.3 License LGPL Source module gst-plugins-good Source release date 2016-08-19 Binary package GStreamer Good Plugins (Ubuntu) Origin URL https://launchpad.net/distros/ubuntu/+source/gst-plugins-good1.0 GObject +----GInitiallyUnowned +----GstObject +----GstElement +----GstVideoDecoder +----GstJpegDec Pad Templates: SINK template: 'sink' Availability: Always Capabilities: image/jpeg SRC template: 'src' Availability: Always Capabilities: video/x-raw format: { I420, RGB, BGR, RGBx, xRGB, BGRx, xBGR, GRAY8 } width: [ 1, 2147483647 ] height: [ 1, 2147483647 ] framerate: [ 0/1, 2147483647/1 ] Element Flags: no flags set Element Implementation: Has change_state() function: gst_video_decoder_change_state Element has no clocking capabilities. Element has no indexing capabilities. Element has no URI handling capabilities. Pads: SINK: 'sink' Implementation: Has chainfunc(): gst_video_decoder_chain Has custom eventfunc(): gst_video_decoder_sink_event Has custom queryfunc(): gst_video_decoder_sink_query Has custom iterintlinkfunc(): gst_pad_iterate_internal_links_default Pad Template: 'sink' SRC: 'src' Implementation: Has custom eventfunc(): gst_video_decoder_src_event Has custom queryfunc(): gst_video_decoder_src_query Has custom iterintlinkfunc(): gst_pad_iterate_internal_links_default Pad Template: 'src' Element Properties: name : The name of the object flags: readable, writable String. Default: "jpegdec0" parent : The parent of the object flags: readable, writable Object of type "GstObject" idct-method : The IDCT algorithm to use flags: readable, writable Enum "GstIDCTMethod" Default: 1, "ifast" (0): islow - Slow but accurate integer algorithm (1): ifast - Faster, less accurate integer method (2): float - Floating-point: accurate, fast on fast HW max-errors : (Deprecated) Error out after receiving N consecutive decoding errors (-1 = never fail, 0 = automatic, 1 = fail on first error) flags: readable, writable, 0x80000000 Integer. Range: -1 - 2147483647 Default: 0
gst-discoverer-1.0
此命令在GStreamer基础教程06 - 获取媒体信息中使用过，是对GstDiscoverer接口的封装，可以方便的查看媒体文件的编码，帧率等信息。
$ gst-discoverer-1.0 sintel_trailer-480p.mp4 Analyzing file:///home/xleng/video/sintel_trailer-480p.mp4 Done discovering file:///home/xleng/video/sintel_trailer-480p.mp4 Topology: container: Quicktime audio: MPEG-4 AAC video: H.264 (High Profile) Properties: Duration: 0:00:52.209000000 Seekable: yes Live: no Tags: audio codec: MPEG-4 AAC audio maximum bitrate: 128000 datetime: 1970-01-01T00:00:00Z title: Sintel Trailer artist: Durian Open Movie Team copyright: (c) copyright Blender Foundation | durian.blender.org description: Trailer for the Sintel open movie project encoder: Lavf52.62.0 container format: ISO MP4/M4A video codec: H.264 / AVC bitrate: 535929
gst-launch-1.0
gst-launch是我们平时使用最多的一个命令，它接收一个用字符串方式描述的Pipline，将其实例化并运行。我们可以用此命令快速的检查Pipeline中各个元素是否能够正确的连接起来。当我们需要构建的Pipeline很复杂时，我们也可以将Pipeline进行拆分，逐步通过gst-launch验证Pipeline的合法性。
通过gst-launch验证的字符串Pipeline可以直接使用gst_parse_launch()接口将其转化为GstPipeline对象，节省了我们单独调用API去创建Element的时间。
当我们用字符串描述Pipeline时，每个Element之间需要通过叹号 “!" 分隔Element，这样gst-launch才能正确识别。
在使用gst-launch时，根据不同的应用场景，我们可以分为以下的类型。
采用默认的参数创建Pipeline
这种方式我们只需将所使用的Element使用叹号分隔即可，例如：
$ gst-launch-1.0 videotestsrc ! videoconvert ! autovideosink
设置Element的属性
在某些情况下，我们需要修改Element的属性,或指定所需参数（例如playbin的uri参数），Element的属性直接跟在Element之后。下面的命令会设置videotestsrc的视频模式，输出图像为环形。属性支持的值可以通过gst-inspect命令查看。
$ gst-launch-1.0 videotestsrc pattern=11 ! videoconvert ! autovideosink
如果属性值中包含空格，我们可以将其置于单引号或双引号中。
$ gst-launch-1.0 -v videotestsrc ! clockoverlay halignment=right valignment=bottom text="Edge City" shaded-background=true font-desc="Sans, 36" ! videoconvert ! autovideosink
包含分支的Pipeline
每个Element都有name的属性，我们可以利用name来实现包含多个分支的复杂的Pipeline，这常见于有多个输出/输入的Element（mux，demux，tee等）。
下面的命令通过tee创建了2个分支，分别用于不同的sink，在一个分支是Pipeline完成后（到达sink），我们可以使用“name加一个点号”重新创建一个分支。
$ gst-launch-1.0 videotestsrc ! videoconvert ! tee name=t ! queue ! autovideosink t. ! queue ! autovideosink
使用同样的方式，我们也可以将多个分支合并为一个。下面的命令首先解码文件，将视频编码为H.264，音频编码为MP3，最终再合并生成TS文件。注意dmux和mux Element的使用。
$ gst-launch-1.0 filesrc location=surround.mp4 ! decodebin name=dmux ! queue ! audioconvert ! lamemp3enc ! mux. \
dmux. ! queue ! x264enc ! mpegtsmux name=mux ! queue ! filesink location=out.ts
指定Element的Pad
某些情况下，我们希望自己指定某个Pad用于连接，我们可以指定已命名Element的Pad来实现。
$ gst-launch-1.0 souphttpsrc location=https://www.freedesktop.org/software/gstreamer-sdk/data/media/sintel_trailer-480p.webm ! \
matroskademux name=d d.video_00 ! matroskamux ! filesink location=sintel_video.mkv
上面的命令会将sintel_trailer-480p.webm文件进行Demux，只选择其中的视频(video_00)，再将其保留为mk文件，只保留了视频部分。如果想只保留音频部分，可以使用如下命令：
$ gst-launch-1.0 souphttpsrc location=https://www.freedesktop.org/software/gstreamer-sdk/data/media/sintel_trailer-480p.webm ! \
matroskademux name=d d.audio_00 ! vorbisparse ! matroskamux ! filesink location=sintel_audio.mka
上面两条命令均未对视频进行解码，只是将其从一个容器中拷入到另一个容器。
利用Caps Filter过滤码流
当Element包含多个输出Pad时，可能导致连接到下一个Element的Pad具有不确定性。在下一个Element支持当前Element所有的输出类型，这时GStreamer会随机选择一个Pad用于连接。
例如：我们无法确定下面的Pipeline会使用video_00还是audio_00连接到filesink，因为filesink同时支持audio及video输入。
$ gst-launch-1.0 souphttpsrc location=https://www.freedesktop.org/software/gstreamer-sdk/data/media/sintel_trailer-480p.webm ! matroskademux ! filesink location=test
我们可以如上一节所说，显式指定连接所用的Pad，或者使用Caps Filter：
$ gst-launch-1.0 souphttpsrc location=https://www.freedesktop.org/software/gstreamer-sdk/data/media/sintel_trailer-480p.webm ! \
matroskademux ! video/x-vp8 ! matroskamux ! filesink location=sintel_video.mkv
Caps Filter表现为一个只接收指定数据类型的Element，并将数据传递到下一个Element，可以高效的解决二义性的问题。
我们可以使用gst-inspect查看Element的输出Pad，以决定我们的Caps Filter需要添加何种参数。在gst-launch后加 -v 参数可以输出Pipeline连接时所使用的Pad信息。
对于多个过滤条件，我们需要通过逗号隔开。
对于某些特殊的类型参数，GStreamer提供了相应的关键字来进行转换：
- i 或 int 表示整型或范围；
- f 或 float 表示浮点数及范围；
- 4 或 fourcc 表示4个字符的FOURCC 代码；
- b, bool, 或 boolean 表示布尔型数据；
- s, str, 或 string 表示字符串；
- fraction 表示分数（例如帧率， 像素宽高比）；
- l 或 list 表示列表。
用于发送和接收UDP RTP数据：
$ gst-launch-1.0 v4l2src ! \ video/x-raw-yuv,width=128,height=96,format='(fourcc)'UYVY ! \ videoconvert ! ffenc_h263 ! video/x-h263 ! rtph263ppay pt=96 ! \ udpsink host=192.168.1.1 port=5000 sync=false $gst-launch-1.0 udpsrc port=5000 ! application/x-rtp, \ clock-rate=90000,payload=96 ! rtph263pdepay queue-delay=0 ! ffdec_h263 \ ! xvimagesink
使用YUY2或YV12作为测试视频格式，帧率为30帧/秒：
$ gst-launch-1.0 videotestsrc ! \ 'video/x-raw-yuv,format=(fourcc)YUY2,framerate=30/1;video/x-raw-yuv,format=(fourcc)YV12,framerate=30/1' \ ! xvimagesink
通过alsasrc录制文件，限定采样率及位宽：
$ gst-launch-1.0 alsasrc! \ 'audio/x-raw-int,rate=[32000,64000],width=[16,32],depth={16,24,32},signed=(boolean)true' \ ! wavenc ! filesink location=recording.wav
总结
通过本文，我们掌握了：
- 如何通过gst-inspect-1.0查看当前系统所拥有的GStreamer插件以及每个插件的详细信息。
- 如何通过gst-discoverer-1.0查看媒体文件的Metadata。
- 如何通过gst-launch-1.0运行及测试Pipeline。
- 如果通过Caps Filter过滤指定数据。
引用
https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/tools/gst-launch.html?gi-language=c
https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/tutorials/basic/gstreamer-tools.html?gi-language=c
