C# - Video Capture 장치(Camera) 열거 및 지원 포맷 조회

기왕에 Microsoft Media Foundation의 PInvoke 호출까지 알아봤으니,

C# - 인터페이스 타입의 다중 포인터를 인자로 갖는 C/C++ 함수 연동
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13607

아래 문서에 나오는 예제를 C#으로 완성해 보겠습니다. ^^

Enumerating Video Capture Devices
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/medfound/enumerating-video-capture-devices

How to Set the Video Capture Format
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/medfound/how-to-set-the-video-capture-format

우선, Video 장치의 수를 먼저 알아볼 텐데요, 관련 COM 인터페이스만 적절하게 정의를 맞춰주면 다음과 같이 구할 수 있습니다.

public static unsafe uint GetVideoDeviceCount()
{
    uint pcSourceActivate = 0;

    IMFAttributes? pAttributes = null;
    IMFActivate[]? ppDevices = null;

    // 1. IMFAttributes 개체를 구해,
    NativeMethods.MFCreateAttributes(out pAttributes, 1);

    try
    {
        // 2. Video 장치로 대상을 설정하고, 
        pAttributes.SetGuid(MFGuid.MF_DEVSOURCE_ATTRIBUTE_SOURCE_TYPE_GUID, MFGuid.MF_DEVSOURCE_ATTRIBUTE_SOURCE_TYPE_VIDCAP_GUID);

        // 3. 장치에 대응하는 IMFActivate 인스턴스 배열을 구함 (pcSourceActivate가 장치의 개수를 의미)
        NativeMethods.MFEnumDeviceSources(pAttributes, out ppDevices, out pcSourceActivate);
    }
    finally
    {
        // 자원 해제
        if (ppDevices != null)
        {
            for (uint i = 0; i < pcSourceActivate; i++)
            {
                Marshal.ReleaseComObject(ppDevices[i]);
            }
        }

        if (pAttributes != null)
        {
            Marshal.ReleaseComObject(pAttributes);
        }
    }

    return pcSourceActivate;
}

설치한 비디오 Camera 수를 알았으면 이제 인덱스 별로 장치에 대한 IMFMediaSource 인터페이스를 구할 수 있습니다.

// Enumerating Video Capture Devices
// ; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/medfound/enumerating-video-capture-devices

uint captureDeviceCount = GetVideoDeviceCount();

for (int i = 0; i < captureDeviceCount; i++)
{
    IMFMediaSource mediaSource = GetMediaSource(i, out string symbolicLink, out string deviceName);

    // ... Video Camera에 대한 mediaSource 인터페이스 사용
}

public static IMFMediaSource GetMediaSource(int deviceIndex, out string symbolicLink, out string deviceName)
{
    IMFAttributes? pAttributes = null;
    IMFActivate[]? ppDevices = null;
    IMFMediaSource? pSource = null;
    uint pcSourceActivate = 0;
    symbolicLink = string.Empty;

    // 1. GetVideoDeviceCount 메서드에서 썼던 코드를 재사용, 즉, 연결 중인 Video 장치를 모두 가져와서,
    NativeMethods.MFCreateAttributes(out pAttributes, 1);

    try
    {
        pAttributes.SetGuid(MFGuid.MF_DEVSOURCE_ATTRIBUTE_SOURCE_TYPE_GUID, MFGuid.MF_DEVSOURCE_ATTRIBUTE_SOURCE_TYPE_VIDCAP_GUID);
        NativeMethods.MFEnumDeviceSources(pAttributes, out ppDevices, out pcSourceActivate);

        if (deviceIndex >= pcSourceActivate)
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException($"MediaDevices[{nameof(deviceIndex)}]");
        }

        // 2. 그 장치 목록 배열에서 deviceIndex를 지정한 장치의 정보를 조회
        ppDevices[deviceIndex].GetAllocatedString(MFGuid.MF_DEVSOURCE_ATTRIBUTE_SOURCE_TYPE_VIDCAP_SYMBOLIC_LINK_GUID,
            out symbolicLink, out _);

        ppDevices[deviceIndex].GetAllocatedString(MFGuid.MF_DEVSOURCE_ATTRIBUTE_FRIENDLY_NAME, out deviceName, out _);

        // 3. 해당 장치의 IMFMediaSource 인터페이스를 반환
        ppDevices[deviceIndex].ActivateObject(typeof(IMFMediaSource).GUID, out pSource);
    }
    finally
    {
        if (ppDevices != null)
        {
            for (uint i = 0; i < pcSourceActivate; i++)
            {
                Marshal.ReleaseComObject(ppDevices[i]);
            }
        }

        if (pAttributes != null)
        {
            Marshal.ReleaseComObject(pAttributes);
        }
    }

    return pSource;
}

참고로, 위에서 구한 symbolicLink, deviceName을 출력해 보면 이런 식으로 나옵니다.

symbolicLink: \\?\USB#VID_046D&...[생략]...\{bbefb6c7-...[생략]...724083}: 
deviceName: HD Pro Webcam C920

그러고 보니 언젠가 이와 유사한 정보를 구했던 것 같습니다. ^^

데스크톱 윈도우 응용 프로그램에서 UWP 라이브러리를 이용한 비디오 장치 열람하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11284

위의 글에서 "DeviceInformation.FindAllAsync(DeviceClass.VideoCapture);" 코드로 구했던 DeviceInformation 타입의 Id와 Name이 정확히 그 값에 해당합니다.

---

마지막으로, IMFMediaSource를 구했으면 이제 그 장치에 대한 정보를 조회할 수 있습니다. 일례로 해당 장치가 지원하고 있는 Capture Format을 열거하는 것이 가능한데요, 대충 다음과 같은 코드로 가능합니다.

// How to Set the Video Capture Format
// ; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/medfound/how-to-set-the-video-capture-format

internal static void GetCaptureFormats(IMFMediaSource pSource)
{
    IMFPresentationDescriptor? pPD = null;
    IMFStreamDescriptor? pSD = null;
    IMFMediaTypeHandler? pHandler = null;

    try
    {
        pSource.CreatePresentationDescriptor(out pPD);
        pPD.GetStreamDescriptorByIndex(0, out bool pfSelected, out pSD);
        pSD.GetMediaTypeHandler(out pHandler);

        // 1. 장치에서 지원하는 Capture Format 수를 구하고,
        pHandler.GetMediaTypeCount(out uint cTypes);

        // 2. 해당 Capture Format을 구성하는 속성들을 조회할 수 있는 IMFMediaType을 가져와,
        for (uint i = 0; i < cTypes; i++)
        {
            pHandler.GetMediaTypeByIndex(i, out IMFMediaType ppType);

            try
            {
                // 3. Capture Format을 설명하는 각각의 값을 출력
                DebugLogMediaType(ppType);
            }
            finally
            {
                if (ppType != null)
                {
                    Marshal.ReleaseComObject(ppType);
                }
            }
        }
    }
    finally
    {
        if (pPD != null)
        {
            Marshal.ReleaseComObject(pPD);
        }

        if (pSD != null)
        {
            Marshal.ReleaseComObject(pSD);
        }

        if (pHandler != null)
        {
            Marshal.ReleaseComObject(pHandler);
        }
    }
}

여기서 좀 난관이 있는데요, IMFMediaType으로 조회하는 필드의 값 타입이 PropVariant이므로,

PROPVARIANT structure (propidlbase.h)
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/propidlbase/ns-propidlbase-propvariant

직접 만들기 귀찮으니 PropVariant를 감싼 적절한 소스코드를 찾아,

Programming/C#/Windows API Code Pack 1.1/source/WindowsAPICodePack/Core/PropertySystem
; https://github.com/jlnewton87/Programming/blob/master/C%23/Windows%20API%20Code%20Pack%201.1/source/WindowsAPICodePack/Core/PropertySystem/PropVariant.cs

활용하면 이런 식으로 DebugLogMediaType 코드를 작성할 수 있습니다.

private static void DebugLogMediaType(IMFMediaType pType)
{
    uint count = 0;

    // 1. Capture Format을 구성하는 필드의 수를 반환
    pType.GetCount(out count);

    // 2. 개별 필드에 대한 값을 구해 출력
    for (uint i = 0; i < count; i ++)
    {
        IMFAttributes pAttr = pType as IMFAttributes;
        DebugLogAttributeValueByIndex(pAttr, i);
    }
}

private static void DebugLogAttributeValueByIndex(IMFAttributes pAttr, uint i)
{
    PropVariant var = new PropVariant();
    pAttr.GetItemByIndex(i, out Guid guid, var);

    string guidName = MFGuid.GetName(guid);

    Console.Write($"{guidName}: ");
    SpecialCaseAttributeValue(guid, var);

    if (hr == HRESULT.S_FALSE)
    {
        switch (var.VarType)
        {
            case VarEnum.VT_UI4:
            case VarEnum.VT_R8:
                Console.Write(var.Value);
                break;

            case VarEnum.VT_CLSID:
                Console.Write(MFGuid.GetName((Guid)var.Value));
                break;

            case VarEnum.VT_LPWSTR:
                Console.Write(var.Value);
                break;

            case VarEnum.VT_VECTOR | VarEnum.VT_UI1:
                Console.Write($"<<byte array>>");
                break;

            case VarEnum.VT_UNKNOWN:
                Console.Write($"IUnknown");
                break;
        }
    }

    Console.WriteLine();
}

---

테스트해보면, Logitech HD Pro Webcam C920 제품의 경우 573개의 Capture Foramt을 지원하는데요, 개별 포맷에 대한 필드를 보면 이런 출력 결과를 얻을 수 있습니다.

Format: #1
MF_MT_MAJOR_TYPE        MFMediaType_Video
MF_MT_VIDEO_LIGHTING    3
MF_MT_DEFAULT_STRIDE    1600
MF_MT_VIDEO_CHROMA_SITING       6
MF_MT_AM_FORMAT_TYPE    {F72A76A0-EB0A-11D0-ACE4-0000C0CC16BA}
MF_MT_FIXED_SIZE_SAMPLES        1
MF_MT_VIDEO_NOMINAL_RANGE       2
MF_MT_FRAME_RATE        30 x 1
MF_MT_PIXEL_ASPECT_RATIO        1 x 1
MF_MT_ALL_SAMPLES_INDEPENDENT   1
MF_MT_FRAME_RATE_RANGE_MIN      30 x 1
MF_MT_SAMPLE_SIZE       716800
MF_MT_VIDEO_PRIMARIES   2
MF_MT_INTERLACE_MODE    2
MF_MT_FRAME_RATE_RANGE_MAX      30 x 1
MF_MT_SUBTYPE   MFVideoFormat_YUY2

...[생략]...

Format: #573
MF_MT_FRAME_SIZE: 1920 x 1080
MF_MT_AVG_BITRATE: 995328000
MF_MT_YUV_MATRIX: 2
MF_MT_MAJOR_TYPE: MFMediaType_Video
MF_MT_VIDEO_LIGHTING: 3
MF_MT_CHROMA_SITING: 6
MF_MT_AM_FORMAT_TYPE: WAVEFORMAT_VIDEOINFOHEADER2
MF_MT_FIXED_SIZE_SAMPLES: 1
MF_MT_VIDEO_NOMINAL_RANGE: 2
MF_MT_FRAME_RATE: 5 x 1
MF_MT_PIXEL_ASPECT_RATIO: 1 x 1
MF_MT_ALL_SAMPLES_INDEPENDENT: 1
MF_MT_FRAME_RATE_RANGE_MIN: 5 x 1
MF_MT_SAMPLE_SIZE: 4147200
MF_MT_VIDEO_PRIMARIES: 2
MF_MT_INTERLACE_MODE: 2
MF_MT_FRAME_RATE_RANGE_MAX: 5 x 1
MF_MT_SUBTYPE: MFVideoFormat_H264

암튼, 오디오와 비디오 세계는 그동안 쌓인 역사가 오래돼서 그런지 꽤나 복잡한 듯합니다. ^^

첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함하지만, 기본적인 Interop만 포함하고 있으므로 활용 수준으로는 적합하지 않습니다. 그런 목적으로는 Nuget에 있는 MediaFoundation 패키지가 도움이 될 수 있습니다.

MediaFoundation
; https://www.nuget.org/packages/MediaFoundation

---

아래의 질문이 갑자기 떠오르는데요,

OpenCV 이용 해상도 설정 질문 입니다..
; https://www.sysnet.pe.kr/3/0/5317

아마도 윈도우 10의 기본 앱에서는 "How to Set the Video Capture Format" 글에 나온 "IMFMediaTypeHandler.SetCurrentMediaType" 함수를 호출해 2560x1440 모드로 설정을 한 것이 아닐까... 하는 예상을 해봅니다. ^^

---

[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[최초 등록일: 5/1/2024]
[최종 수정일: 5/1/2024]


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