"Frei"

Um die Bedeutung von Frei im Sinne Freier Software zu erfassen, sollte man sich hier erneut Richard Stallmans Erklärung in Erinnerung rufen: "Don't think free as in free beer; think free as in free speech." [1]. Bei Freier Software und den entsprechenden Formaten geht es also nicht primär darum, dass sie kostenlos erhältlich sind, sondern vielmehr um die Offenlegung des Quelltextes, die jedem menschen die Freiheit gibt, Software so zu verwenden oder zu modifizieren oder zu vertreiben, wie es seinen Bedürfnissen entspricht. Es geht um die Emanzipation des Computernutzers gegenüber den Herstellern von Software. Während die Lizenzpolitik großer Unternehmen im IT-Bereich darauf abzielt, die Solidarität der Nutzer zu untergraben (etwa mit Aufrufen zur Denunziation oder der impliziten Vorverurteilung der Nutzer als Verbrecher in den EULAs), versuchen Freie Softwareprojekte die Beteiligung, passiv oder aktiv, an und die Distribution von ihren Werken nach Möglichkeit zu fördern.

Im Multimedia-Bereich haben sich neben der FSF auch andere Organisationen um freie Formate bemüht. Im Grafikbereich war hier besonders das World Wide Web Consortium aktiv und hat sich um freie Bildormate wie PNG (für Pixelgrafiken) oder SVG (für Vektorgrafiken) verdient gemacht, indem es sie offiziell fürs WWW empfohlen hat. Entwickelt wurden die Formate aber von Internetcommunities, die Alternativen zu den proprietären und veralteten Standards entwickeln wollten. Auf dem Gebiet der Audio- und Videokompression ist derzeit die Xiph.Org Foundation am aktivsten, die neben ihrem Steckenpferd, dem OGG Media Containerformat, auch den verlustfreien Audiocodec FLAC, den auf Sprachaufzeichnungen konzipierten Audiocodec Speex, Streaminglösungen für Audio und Video oder den verlustbehafteten Videocodec Theora entwickelt.

Diese Entwicklungen wurden von vielen Menschen getragen, die in ihrer Freizeit und unentgeltlich zur "Befreiung" der Multimediaformate beitragen wollten. Ihr kleinster gemeinsamer Nenner ist der Wunsch, zukunftsfähige, offene und kostenlose Standards zu erschaffen, die es jedem Anwender erlauben, ihren PC oder auch das Internet dem eigenen Nutzen und nicht dem Profit anderer wegen zu verwenden.

Text

Die Wichtigkeit von Textformaten haben wir schon im Kapitel Proprietäres erkannt. Alle innovativen Formate für Text, die wir heute nutzen, sind freie Formate, allen voran HTML - die "Sprache des Internet". Wie diese Seiten auch sind Milliarden von Internetseiten in dieser freien Markup-Sprache geschrieben, die auf einer Definition nach XML (eXtensible Markup Language) beruht. Aber auch im Bereich der Textverarbeitung hat sich mit OpenDocument ein offener, XML-basierter Standard etabliert, der vom deutschen Bundestag für den Schriftverkehr in dert Verwaltung angemahnt und im Mai 2006 sogar zum ISO-Standard wurde. Beginnen sollte man aber mit dem Klassiker aller Textformate betrachtet werden, der reine "plain" Textdatei.

Textdatei / Plain Text

Entwickler	unbekannt
Erweiterung	.txt
Lizenz	keine
seit	es EDV gibt
Spezifikation	keine

Textdatei (engl. plain text). Dabei wird nach einem der Kodierungsstandards (zumeist ASCII-Derivate, neuerdings auch Unicode) der geschriebene Text in der entsprechenden Byte-Folge in eine Datei geschrieben. Die entstehende Datei ist also inhaltlich identisch mit den dargestellten Informationen und enthält keine zusätzlichen Angaben. Diese Art der Speicherung hat den Vorteil problemlos zu lesen zu sein, weil niemand ein Patent auf eine reine Aneinanderreihung von Buchstaben beantragen kann (noch nicht...), gleichzeitig aber den Nachteil der Schwierigkeit, nachträglich Informationen über die verwendete Kodierung zu erlangen. Hinzu kommt das durch die fehlenden Möglichkeiten, Links zu setzen, Objekte einzubinden oder Metainformationen zu speichern, reine Textdateien eigentlich weder für den Menschen, noch für den Computer allzu praktisch sind. Diese Mängel lassen sich allerdings durch saubere Strukturierung weitgehend ausmerzen. Das gigantische Buchprojekt Project Gutenberg verwendet seit über 30 Jahren reinen Text als Format der Wahl für seine eBooks.

Textverarbeitung - OpenDocument

Entwickler	OASIS et al
Erweiterung	.odt
Lizenz	lizenzfrei [2]
seit	Mai 2005
Spezifikation	verfügbar

Das OpenDocument-Format entstand im Rahmen des freie Office-Paketes OpenOffice im Mai 2005. Beteiligt waren die Firma Sun Microsystems, auf deren Produkt StarOffice OpenOfice beruht, sowie Mitarbeiter verschiedener Computerfirmen, Privatleute und das Projekt OASIS, das sich seit 1993 für freie XML-Formate bemüht. OpenDocument ist ein menschenlesbares Format und jeder Aspekt eines Dokuments (Text, Formatierung, Bilder...), kann strukturell und inhaltlich, anders als Binärformate wie Microsoft Words DOC oder das ehemalige OpenOffice-Format SXW, auf einfache Weise betrachtet werden. Es handelt sich um ein ZIP-Archiv mit XML-Dateien. Die Spezifikationen sind erschöpfend erklärt. Da OpenDocument von einer Vielzahl von Institutionen unterstützt wird (EU-Parlament, Deutscher Bundestag, Regierungen von Belgien und Großbritannien, ISO, Open Document Format Alliance...) ist es sehr wahrscheinlich, dass das Format sich als Austuaschformat auf behördlicher Ebene durchseten wird. Auch bei Privatanwendern findet das Format aufgrund der weiten Verbreitung von Open Office immer mehr Anhänger.

Microsoft hat, wie sollte es auch anders sein, ein eigenes XML-basiertes Format vorgeschlagen und unter weitgehend Open Source-artigen Lizenzbedingungen veröffentlicht. Es wurde, oh Wunder, kurz nach der Veröffentlichung von OpenDocument vorgestellt, beruht auf ZIP-gepackten XML-Dateien und wurde von der Ecma (einer Standardisierorganisation einiger großer Computerfirmen) im Dezember 2005 als Office Open XML Format angenommen (Der Arbeitstitel für OpenDocument war Open Office XML). Es fällt schwer, hier nicht polemisch zu werden, denn die Ähnlichkeiten in Technologie, Zeitpunkt der Veröffentlichung und nicht zuletzt des Namens sind offensichtlich. Microsoft versucht, den Fuß in die sich schließende Tür der Office-Formate zu bekommen, nachdem ihr binäres und opakes DOC-Format weltweit abgestraft wurde.

Markup-Sprachen - XML, HTML und Co

Markup-Sprachen sind nichts anderes als Beschreibungssprachen, sie erklären die Struktur einer Datei, logisch, formal oder typografisch. Markup ist mehr als nur eine Möglichkeit, um Texte zu strukturieren, Markup ist die Humanisierung der Dantespeicherung, denn Markup bleibt für den Menschen lesbar. Während binäre Formate die letzten Jahrzehnte über aus Speicherplatz- und Patentrechtsgründen die Welt der Computerdaten bestimmt haben, so ist hier ganz klar ein Trend zur Öffnung zu erkennen. Das Zauberwort heisst XML.

XML (eXtensible Markup Language) ist die Lingua Franca der Markup-Sprachen oder eher das Latein, aus dem die anderen Sprachen hervorgehen. XML findet in vielen Bereichen Anwendung, vor Allem natürlich mit HTML im WWW. Welche Regeln für die einzelnen XML-Dialekte gelten, wird in der jeweiligen Document Type Definition (DTD) festgelegt. Diese DTDs sind meist frei verfügbar und aufgrund ihres streng logischen Aufbaus weitgehend selbsterklärend. Diese Seiten wurden etwa nach konform zur DTD von XHML 1.0 verfasst.

HTML - eine logische Beschreibungssprache

Entwickler	Tim Berners-Lee et al
Erweiterung	.htm, .html, .xhtml
Lizenz	lizenzfrei
seit	1991
Spezifikation	verfügbar

HTML ist eine logische Beschreibungssprache, dass heisst, der Text wird in Sinnzusammenhänge (Überschrift, Absatz, Aufzählung, Definition, Betonung...) zerlegt und dann entsprechend am Bildschirm ausgegeben. Es entstand zusammen mit dem WWW Anfang der 1990er Jahre und wurde zunächst auf Basis von SGML (Standard Generalized Markup Language), einem mit XML vergleichbaren Rahmenwerk für Markupsprachen, das aber ungleich viel komplexer und daher nie wirklich akzeptiert war, entwickelt. Werden diese HTML-Seiten auf einem Server abgelegt, dann können sie weltweit mit einem Browser (Firefox, Internet Explorer...) gelesen werden. HTML enthält zwar auch Anweisungen für die Formatierung, unter dem Aspekt der Trennung von Inhalt und Darstellung (Stichwort: Semantisches Web) kommen für das Layout meist Cascading Stylesheets (CSS) zur Verwendung, mittels derer die formalen Ausprägungen (Farbe, Schrift, Positionierung...) der einzelnen Elemente festgelegt wird. Das Stylesheet für diese Seiten ist ein Beispiel für CSS.

XSL-FO - eine Seitenbeschreibungssprache

Entwickler	WWWConsortium
Erweiterung	.xsl, .xml
Lizenz	keine
seit	2001
Spezifikation	verfügbar

Es gibt aber die Möglichkeit, XML zur Seitenbeschreibung zu verwenden. Dabei wird, ganz ähnlich wie bei PDF, nicht nur der Inhalt eines Textes erklärt, sondern die genaue Anordnung auf dem fertigen Ausdruck, einschließlich Bilder, Spalten und Formatierungen. Eine solche Sprache ist XSL-FO (Extensible Stylesheet Language - Formatting Objects), mit der mittels XML-Tags (das sind die Bezeichner zwischen den spitzen Klammern "<TAG>") nicht nur der Inhalt, sondern auch die fertige Darstellung auf dem Papier festgelegt wird.

XSL-FO ist zwar vollständig, aber im letzten Arbeitsschritt muss dennoch auf PostScript, bzw. PDF zurückgegriffen werden, denn nur diese sind vollständig kompatibel mit allen Betriebssystemen und Druckern. Dennoch ist XSL-FO ein wichtiger Schritt zur Nutzung von menschenlesbaren Formaten für das Desktop Publishing und wird bei weiteren Fortschritten auf dem Gebiet der XML-Technologien sicher auch an Relevanz und Akzeptanz gewinnen.

Sound

Die wichtigen Erklärungen zur Problematik der Audioformate wurden ja bereits im Kapitel Proprietäres angesprochen. Daher werden hier nur zwei Beispiele für verlustfreie, bzw. -behaftete Codecs besprochen.

OGG Vorbis Audio - ein verlustbehafteter Audiocodec

Entwickler	Xiph.org
Erweiterung	.ogg
Lizenz	frei
seit	2000
Spezifikation	verfügbar

OGG Vorbis Audio, eigentlich nur Vorbis, ist ein Audiocodec der von der Xiph.org Foundation entwickelt wird und von Anfang an als freie Konkurrenz zu MP3 konzipiert war. Tontechnisch bietet Vorbis die gleiche oder bessere Qualität als anderer verlustbehaftete Audiocodecs (siehe auch die hier verlinkten Vergleichstests). Vorbis wird zunehmend von tragbaren Audioplayern benutzt. Auch in Computerspielen, Communities für freie Musik oder auf dem Wikipedia-Projekt kommt Vorbis zum Einsatz.

Vorbis Logo Vorbis kodiert effizienter als MP3, ist frei verfügbar und kann auch in kommerziellen Produkten verwendet werden. Die Zukunft der verlusbehafteten Audiokodierung gehört Vorbis.

FLAC - ein verlustfreier Audiocodec

Entwickler	Xiph.org
Erweiterung	.flac
Lizenz	frei
seit	2001
Spezifikation	verfügbar

FLAC (Free Lossless Audio Codec) rwurde und wird ebenfalls von der Xiph.org Foundation entwickelt. Dafür kann die Ausgangsaudiodatei vollständig wiederhergestellt werden, es tritt kein Qualitätsverlust ein. Im Vergleich zu verlustbehafteten Codecs wie MP3 oder Vorbis ist FLAC um ein Vielfaches größer und in seiner Kompressionsstärke auch nicht mit den kommerziellen Spitzenprodukten dieser Sparte vergleichbar. Dafür kann FLAC gestreamt werden, d.h. in kleinen Abschnitten übertragen und direkt abgespielt werden. FLAC Logo Das macht es zu einem geeigneten Codec für die Übertragung qualitativ hochwertiger Audioströme, etwa in Internetradios. Ausserdem werden Konzertmitschnitte, deren Verbreitung im Indie- und Punkbereich von den Künstlern geradezu gefördert wird, im Internet auch meist im FLAC-Format getauscht, um jedem weiteren Qualitätsverlust vorzubeugen.

Auch im Hardwarebereich ist FLAC neben Apple Lossless ein weitverbreiteter Standard. Mit den steigenden Festplattenkapazitäten findet FLAC immer mehr Verwendung in Fesplatten-HiFi-Anlagen im Heimbereich, aber auch in Tonstudios oder Radiostationen. FLAC ist ein assymetrischer Codec, d.h. die Kodierung (Aufzeichnung) von FLAC ist ungleich rechenintensiver als das relativ unproblematische Dekodieren (Abspielen). Das erlaubt es auch schwächerer Hardware (wie tragbaren Audiogeräten oder eingebetteten Systemen) das hochwertige Format zu nutzen.

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Bild

Wie schon bei den proprietären Formaten hinlänglich erklärt gibt es zwei Sorten von Grafiken: Bitmaps (bzw. Raster-, bzw. Pixelgrafiken) und Vektorgrafiken. In beiden Bereichen haben sich freie Standards entwickelt, die heute im WWW Standards sind, das sind die Formate PNG und SVG.

PNG - ein freies Rastergrafikformat

Entwickler	Thomas Boutell et al
Erweiterung	.png
Lizenz	frei
seit	1995
Spezifikation	verfügbar

PNG (Portable Network Graphics; gesprochen: "Ping") ist ein Grafikformat, dass seit 1995 als freie Alternative zu GIF und Reaktion auf das aggressive Lizenzeintreiben von Unisys (siehe GIF im Kapitel Proprietäres) entwickelt wurde. Es war von Anfang an von einer Internet-Community getragen und wird bis heute ständig verbessert. Im Gegensatz zu GIF verwendet es aber definitv keine patentierten Algorithmen und ist damit auch zukünftig sicher frei.

PNG Logo Technisch ist PNG ein hochwertiges Format. Es unterstützt TrueColor (bis zu 48Bit Farbtiefe) und Transparenz und ist GIF in jeder Hinsicht überlegen, kann jedoch nicht für Animationen genutzt werden. PNG ist eine Empfehlung des WWW Consortiums, es findet im Internet rege Verwendung, zumal es sich auch noch sehr effizient komprimieren lässt. Die freie Lizenz und hohe Qualität machen es zudem zum Format der Wahl für Freie Projekte wie Wikipedia oder Project Gutenberg.

SVG - ein freies Vektorgrafikformat

Entwickler	World Wide Web Consortium
Erweiterung	.svg
Lizenz	frei
seit	2001
Spezifikation	verfügbar

SVG (Scalable Vector Graphics = Skalierbare Vektorgrafiken) ist ein XML-Standard zur Beschreibung von Vektorgrafiken. Er wurde vom WWW Consortium erarbeitet und ist frei verfügbar. Eine SVG-Datei beschreibt den logischen Aufbau einer Grafik und ist somit unabhängig von Plattformen und Darstellungsform. Im gegensatz zu Rastergrafiken können SVG-Grafiken beliebig verkleinert oder vergrößert (skaliert) werden, ohne dass das Bild qualitative Einbußen hat.

Beispiel für eine eingebundene SVG-Grafik. (Quelle: http://svglogo.com/entries/kraft/svglogo-1.svg)

SVG ist das ideale Format für technische Zeichnungen, aber auch für Symbole oder Diagramme. Es kommt überall dort zum Einsatz, wo der Inhalt beliebig skalierbar sein sollte und der logische Aufbau einer Grafik und nicht nur das Endergebnis (die Darstellung) wichtig sind. Eine sehr schöne Gegenüberstellung von Bitmap- und Vektorgrafik bietet ein Vergleichsbild auf der englischen Wikipedia.

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Video

Die wesentlichen Aspekte zu Videoformaten wurden bereits im Kapitel über Proprietäre Formate erläutert. Deswegen wird hier nur auf den meistgenutzten, freien Videocodec, XviD eingegangen.

XviD - ein freier Videocodec

Entwickler	xvid.org
Erweiterung	.avi .ogg .mov (...)
Lizenz	GPL
seit	2001 (1998)
Spezifikation	verfügbar

Die Geschichte von XviD ist komplex und typisch für den die Differenzen innerhalb der Multimediaformate-Entwicklerszene. 1998 veröffentlichte ein Hacker names Gej ein MPEG-4-basiertes Format von Microsoft und benannte es, in Anspielung auf ein erfolgloses DVD-Verleihsystem (DIVX, Digital Video Express; existierte von 1998-2001 in einigen amerikanischen Großstädten) Divx ;-) [sic!]. Durch den Hack war es möglich, die Daten in andere Container-Formate als die von Microsoft einzubinden. Daraus entwickelte sich eine Internetcommunity, die das Format verbesserte und erweiterte. Im Jahr 2000 gründete sich darauf aufbauend die Firma DivXNetworks, die das nunmehr OpenDivX genannte Format als Open Source mit der Community weiterentwickelte. Im Jahr 2001 wurde der Quelltext aber mit der Begründung "die Community will ein Winamp, kein Linux" [3] zurückgezogen und die DivXNetworks veröffentlichte mit DivX 4 die erste proprietäre DivX-Variante. Die geprellten Open Source Entwickler arbeiteten an ihrem eigenen Projekt weiter und nannten es XviD (DivX rückwärts).

Logo XviD Technisch gesehen war XviD revolutionär, denn es erlaubt die Kompression von MPEG-2 (dem DVD-Standard) um ein Vielfaches, etwa den Inhalt einer DVD auf die Größe einer CD. Dadurch war es Wegbereiter des Video-Filesharing, aber auch der heute etablierten Videoportale im Internet (z.B. youtube). Technisch kommen hier state-of-the-art Videotechnologien zum Einsatz. Die Farbtiefe wird verringert, die Hell-Dunkel-Ebene verstärkt, unbewegte Bildelemente werden erkannt und stark komprimiert und schließlich kommt noch das Prinzip der Group of Pictures (wie bereits im Abschnitt über MPEG bei den Proprietären Formaten erläutert) zur Anwendung.

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[1] zitiert nach: http://www.oreilly.com/openbook/freedom/ch09.html

[2] In der Tat behält Sun Microsystems als Kernetnwickler das Recht am Geistigen Eigentum von OpenDocument, hat sich aber verpflichtet, diese Rechte nicht und nie einzufordern.

[3] Winamp ist eine MP3-Abspielsoftware, die zwar kostenlos vefügbar, aber nicht offen ist. Linux ist dagegen Open Source. Das Zitat meint also sinngemäß: Die Nutzer wollen ein proprietäres, hochwertiges Produkt [das sich über Werbung finanziert] lieber als ein Freies.