C# 结合 PInvoke 对接 IP 摄像头的笔记

最近做项目的时候，需要对接厂商提供的 IP 摄像头。但是他们只提供了 C++ 的 SDK，没办法，只能开始撸 C# 的 SDK Helper 类。本篇文章主要记录了对接 C++ DLL 需要注意的几个地方，以及常见类型的转换。

要对接 C++ 的 DLL，首先得知道如何引用 DLL 内的方法。在 C# 当中，只需要编写符合 C++ 的函数签名，再使用 [DllImport] 特性指定 DLL 文件路径和入口点等参数即可。

假如你需要使用 Win32 API 提供的方法，这里我以 SetProcessDPIAware 函数为例：

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public static class Win32Helper
{
    [DllImport("user32.dll")]
	public static extern bool SetProcessDPIAware();
}

接下来你只需要像使用静态方法一样，调用 Win32Helper.SetProcessDPIAware() 方法即可。

对接 DLL 时的问题记录

一般来说，提供 SDK 的厂商都会给你一份 DEMO 项目，或者是包含有函数定义的头文件 (*.h)。你只需要按照转换规则，将头文件里面的函数签名翻译成 C# 版本的即可。

函数签名不正确

有的时候，你名字直接和头文件一样还不行，得手动指定 EntryPoint 参数。你可以使用 DLL Export Viewer 工具来查看 DLL 的所有开放函数签名，将其复制下来，填写到 EntryPoint 参数即可。

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[DllImport(@"ThirdFiles\AlprSDK.dll", EntryPoint = "AlprSDK_Startup@12", CharSet = CharSet.Ansi, CallingConvention = CallingConvention.Winapi)]
public static extern int AlprSDK_Startup(IntPtr hNotifyWnd, uint nCommandId, string pLocalAddress);

传递回调函数

有时第三方 SDK 需要你传递回调函数，一般都只提供了一个 void* 定义，也就是一个函数指针。那我们在 C# 如何将委托传递给该参数作为回调函数呢？

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ALPRSDK_API OS_Error WINAPI AlprSDK_SearchAllCameras(unsigned int nTimeout,void* callback, char *pLocalAddr = NULL);

这个时候就需要使用到 [UnmanagedFunctionPointer] 特性来指定函数指针了，只需要将其标注到委托定义上，指定函数的调用方式即可。

最后我在 C# 里面编写的方法签名如下：

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[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.Winapi, CharSet = CharSet.Ansi)]
public delegate void SearchAllCamerasCallback(uint deviceType, string deviceName, string deviceIp,
    byte[] macAddress, ushort wPortWeb, ushort wPortListen, string pSubMask, string pGateway,
    string pMultiAddress, string pDnsAddress, ushort wMultiPort, int nChannelNum, int nFindCount,
    uint dwDeviceId);

[DllImport(@"ThirdFiles\AlprSDK.dll", EntryPoint = "_AlprSDK_SearchAllCameras@12", CharSet = CharSet.Ansi, CallingConvention = CallingConvention.Winapi)]
public static extern int AlprSDK_SearchAllCameras(uint nTimeout, SearchAllCamerasCallback callback, string pLocalAddress);

获取摄像头传递的位图

原始 C++ 的函数签名如下：

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//捕获一张bmp图片.
//pBmpBuf:存放数据的缓冲区，传入参数时应该为NULL，内存由SDK自行管理.外面的应用程序不用去释放内存
//len:    数据的长度
ALPRSDK_API OS_Error WINAPI AlprSDK_CaptureBmp(int nHandleID, void **pBmpBuf, int *len);

主要的难点在于参数 void** pbmp 的翻译，这里参数 xx 就是指针的指针。因为这个位图是 SDK 来生成的，所以它会在内存空间开辟一段区域用于位图的存储。所以 void* 指向的是这个位图的起始地址，而我传递 void** 就是让 SDK 将这个起始地址传递给我。

所以 void* 可以翻译为 IntPtr，而这个地址不是我赋值的，而是 SDK 给我的地址，所以我们需要加上按引用传递关键字 ref 。

如此，我们便获得了位图在内存空间的起始地址，而且方法也将这个位图的大小给了我们。我们只需要从起始地址读取 N 个字节的数据，将其转储到 byte[] 即可。有了 byte[] 对象，你就可以进行其他的操作了，例如加载，保存等。

在 C# 内部，我是这样定义方法签名，并进行使用的：

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[DllImport(@"ThirdFiles\AlprSDK.dll", EntryPoint = "_AlprSDK_CaptureBmp@12", CharSet = CharSet.Ansi, CallingConvention = CallingConvention.Winapi)]
public static extern uint AlprSDK_CaptureBmp(int nHandleId, ref IntPtr pBmpBuf, ref int len);

读取位图数据，并将其存储到磁盘当中。

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var bitmapPtr = IntPtr.Zero;
var length = 0;

var result = AlprSdk.AlprSDK_CaptureBmp(0, ref bitmapPtr, ref length);
ThrowIfResultNotZero("无法从摄像头获取位图",result);

var bytes = new byte[length];
Marshal.Copy(bitmapPtr, bytes, 0, length);
using (var ms = File.Create(@"D:\bitmap.bmp"))
{
    using (var writer = new StreamWriter(ms))
    {
        writer.Write(bytes);
    }
}

附录 1：常用数据类型对照表

C/C++	C#	备注
`WORD`	`ushort`
`DWORD`	`uint`
`UCHAR`	`int` 或 `byte`
`UCHAR*`	`string` 或 `IntPtr`
`unsigned char*`	`[MarshalAs(UnmanagedType.LPArray)]byte[]`
`char*`	`string`
`LPCTSTR`	`string`
`LPTSTR`	`[MarshalAs(UnmanagedType.LPTStr)] string`
`long`	`int`
`ulong`	`uint`
`HANDLE`	`IntPtr`
`HWND`	`IntPtr`
`void*`	`IntPtr`
`int`	`int`
`int*`	`ref int`
`*int`	`IntPtr`
`unsigned int`	`uint`
`COLORREF`	`uint`
`CHAR`	`char`
`HDC`	`int`
`HGDIOBJ`	`int`
`BOOL`	`bool`
`LPSTR`	`string`
`LPCSTR`	`string`
`BYTE`	`byte`

参考文章：C# 与 C++ 数据类型对照

附录 2：相关工具软件下载

DLL Export Viewer v1.66：https://www.cnblogs.com