Basic tutorial 10: GStreamer tools
目标
GStreamer附带了一系列工具，从基本必备的工具到方便灵活的小工具，应有尽有。本章教程无代码，将讲解如下内容：
- 无需任何C代码，如何从命令行构建和运行一个GStreamer的pipelines
- 如何找出可用的GStreamer elements(元素)及其capabilities（能力）
- 如何发现媒体文件的内部结构
gst-launch-1.0
该工具接受文本形式描述的pipeline，实例化它，并且将此pipeline设置为PLAYING状态。它可以让你在使用GStreamer API调用前迅速的验证给定的pipeline是否能正常工作。
请记住，它只能创建简单的pipeline（管道）。特别是，它只能模拟管道与应用程序在一定级别上的交互。在任何情况下，快速测试pipeline（管道）都非常方便，全球的GStreamer开发人员每天都在使用它。
请注意，gst-launch-1.0主要是作为开发人员的调试工具。你不应该使用它构建应用程序。你应该使用GStreamer的APIgst_parse_launch()函数来构建管道。
尽管构建pipeline的描述规则非常简单，但是包含多个elements连接的描述规则可能又会变得复杂起来。
gst-launch-1.0的命令行包含一个选项列表，后面跟着一个PIPELINE-DESCRIPTION。下面给出了一些简化的说明，请参阅gst-launch-1.0的参考页上的完整文档。
Elements(元素)
简单来说，PIPELINE-DESCRIPTION是由感叹号(!)分隔开的elements类型列表，如下面这个示例：
gst-launch-1.0 videotestsrc ! videoconvert ! autovideosink
你应该看到一个带有动画视频模式的窗口。在终端上使用CTRL+C停止程序。这个实例创建了一个videotestsrc的element(生成测试视频的element)，一个videoconvert的element（原始视频格式转化的element，确保在它左右两端的element可以相互理解，其实就是协商成功）和一个autovideosink的element(根据系统软硬件环境自动选择合适的video sink)。然后，GStreamer尝试按照列出的顺序将各element连接起来（将左边element的src连到右边element的sink）。如果element有多个可用的Pad，这时会尝试通过PadCaps来匹配兼容的Pad对（左边element的src和右边element的sink）。
Properties(属性)
Properties可用附加到Elements后面，格式为property=value(可指定多个property，用空格分隔)。使用gst-inspect-1.0工具(下面将介绍)可查看element的可用property。
gst-launch-1.0 videotestsrc pattern=11 ! videoconvert ! autovideosink
您应该会看到一个由圆圈组成的静态测试视频。
Named elements（有名元素）
之前的教程说过任何一个element都包含一个name属性，它是一个字符串，继承自GstObject。可以使用name属性命名element，这样就可以创建涉及多分支的复杂pipeline。可以通过names引用在之前描述中创建的element，并且对于使用具有多个输出pad的element，names是必不可少的，例如demuxers或tee。
引用已命名的element时只要在它的names后面跟个点号（.）。示例如下：
gst-launch-1.0 videotestsrc ! videoconvert ! tee name=t ! queue ! autovideosink t. ! queue ! autovideosink
您应该看到两个视频窗口，显示相同的测试视频。如果你只看到一个，试着移动它，因为它可能在第二个窗口的顶部。
这个例子实例化了一个videotestsrc，它链接到一个videoconvert，videoconvert又链接到一个tee(还记得基础教程7:多线程和Pad可用性，tee将所有通过其输入Pad的内容复制到每个输出Pad)。tee被简单地命名为“t”(使用name属性)，然后链接到一个queue和一个autovideosink。同样的tee也用t.来引用。’(注意这个点)，然后链接到第二个queue和第二个autovideosink。
要了解为什么queue是必要的，请阅读基础教程7:多线程和Pad可用性。
Pads（链接点）
在链接两个element时，您可能希望直接指定Pad，而不是让GStreamer选择使用哪个Pad。你可以在element名称后加上一个点加上Pad名称（类似于结构体的成员引用，它必须是一个namedelement)来做到这一点。使用gst-inspect-1.0工具了解element的pad名称。
这很有用，例如，当你想从demuxer中检索一个特定的流时:
gst-launch-1.0 souphttpsrc location=https://www.freedesktop.org/software/gstreamer-sdk/data/media/sintel_trailer-480p.webm ! matroskademux name=d d.video_0 ! matroskamux ! filesink location=sintel_video.mkv
包含媒体数据的文件一般叫做container，例如mp4，ogg，avi等。它们可以包含1个或者多个流，如视频，音频，字幕，同类型的流也可以有多个存在。
上面例子使用souphttpsrc从网络上获取一个媒体文件，格式是webm。我们使用matroskademux打开这个container文件，此文件包含音频和视频，因此matroskademux会生成2个输出类型的pad(src pad)，会被自动命名为video_0和audio_0。
为啥会是这种格式的pad名呢？通过
gst-inspect-1.0看到matroskademux的Pad Templates:
Pad Templates:
SRC template: 'video_%u'
Availability: Sometimes
Capabilities:
ANY
SRC template: 'audio_%u'
Availability: Sometimes
Capabilities:
ANY
SRC template: 'subtitle_%u'
Availability: Sometimes
SRC template就指定了它的命名格式，类似于printf的格式化
我们将video_0链接到一个matroskamux element，将视频流重新打包到一个新的container中，最后将其链接到一个filesink，该element将把视频流写入名为“sintel_video.mkv”的文件中。(location属性指定文件的名称)。
总而言之，我们取了一个webm文件，去掉了音频数据，并将视频数据生成到一个新的matroska格式文件。如果我们只想保留音频:
gst-launch-1.0 souphttpsrc location=https://www.freedesktop.org/software/gstreamer-sdk/data/media/sintel_trailer-480p.webm ! matroskademux name=d d.audio_0 ! vorbisparse ! matroskamux ! filesink location=sintel_audio.mka
vorbisparse 元素需要从流中提取一些信息并将其放入Pad Caps中，以便下一个元素matroskamux知道如何处理流。在视频的情况下，这是不必要的，因为matroskademux已经提取了该信息并将其添加到Caps中。
注意，在上面的两个例子中，没有媒体文件被解码或播放。我们只是从一个容器移动到另一个容器(多次进行demux和mux操作)。
这里又涉及到一个概念mux和demux，复用和解复用。从一个container中分离出流的过程就叫做demux，把1个或多个流整到一个container的过程就叫mux。
需要注意，这里为啥处理视频选择matroskamux, matroskademu，处理音频使用vorbisparse？其实是根据sintel_trailer-480p.webm这个文件来的，为了方便演示，提前获取了这个container里面包含的流的格式，然后直接使用对应格式的muxer、demuxer、parser。正常情况下，是通过一个叫findtype的element探测的。使用GStreamer的另一个工具gst-discoverer-1.0可以查看container的里面包含的流信息。
我们把这个文件下下来，然后用gst-discoverer-1.0查看
wget https://www.freedesktop.org/software/gstreamer-sdk/data/media/sintel_trailer-480p.webm
gst-discoverer-1.0 sintel_trailer-480p.webm
Analyzing file:///home/a/Videos/sintel_trailer-480p.webm
Done discovering file:///home/a/Videos/sintel_trailer-480p.webm
Topology:
container: WebM
audio: Vorbis
video: VP8
Properties:
Duration: 0:00:52.250000000
Seekable: yes
Live: no
Tags:
container format: Matroska
language code: en
title: Audio, Sintel Trailer, Audio, Audio, Sintel Trailer
encoder: Xiph.Org libVorbis I 20090709
bitrate: 80000
artist: Durian Open Movie Team
copyright: (c) copyright Blender Foundation | durian.blender.org
license: Creative Commons Attribution 3.0 license
video codec: VP8 video
application name: ffmpeg2theora-0.24
encoder version: 0
audio codec: Vorbis
nominal bitrate: 80000