Eigentümlich
Proprietär bedeutet im Grunde nichts anderes als "im Eigentum befindlich" oder "jemandem zugehörig" und stammt vom Lateinischen Wort "proprietas" für Eigentum.
Im Bezug auf Computer und vor Allem Software hat "proprietär" aber eine besondere Bedeutung, bzw. mehrere Bedeutungen. Zunächst einmal kann man den Begriff mit dessen Antithese, nämlich der Freien Software ("Frei wie in Freheit, nicht frei wie in Freibier") definieren. Das schließt dann alle Software und entsprechend abgeleiteten Datenformate ein, die nicht komplett offengelegt und jedem zur beliebigen Nutzung, Veränderung und Verwertung zugänglich sind. Ausserdem wird proprietär hier oft mehr mit der pejorativen Konnotation "eigentümlich" verstanden, d. h. es wird auf Formate angewandt, die nicht standardisiert sind und damit von den verschiedenen Gremien (z.B. der International Organization for Standardization) nicht empfohlen werden.
Letztere Definition ist aber kritisch zu sehen, da die verschiedenen Standardisierungsorganisationen de facto mehr im Stile eines Patentamtes ihre verabschiedeten Standards verwalten und nur gegen erhebliche Bezahlung offenlegen. Auch führt dieses System der nichtstaatlichen, selbsternannten und kommerziell ausgerichteten Standardisierer zu seltsamen Auswüchsen, wie der Tatsache, dass freie Formate, die gänzlich offen und lizenzfrei sind und breite Unterstützung erfahren (Beispiel: die OGG-Formate, siehe auch Freies), als proprietär bezeichnet werden, weil sie kein offizieller ISO- oder DIN-Standard sind. Das ist natürlich unter dem Aspekt der Transparenz und der innovativen Kraft des Open Source Gedankens bei freier, nicht standardisierter Software, als absurd anzusehen, weshalb nur die erstgenannte Definition auf diesen Seiten Verwendung findet.
Im Interesse der Leserschaft wird hier nur immer das jeweils prägnanteste Format vorgestellt. Zur weiteren Recherche empfehlen sich die unter Links genannten Seiten und die Wikipedia
Text
Es lassen sich grob vier verschiedene Ansätze zur digitalen Umsetzung von Textdokumenten unterscheiden, die sich auch in der historischen Entwicklung in dieser Reihenfolge niederschlagen. Diese Entwicklungen sind die reine Textdatei, die für den Druck ausgelegte Textverarbeitungsdatei, die drucktreue Postscriptdatei und die strukturierte Markupdatei. Da reine Textdateien nicht proprietär sind, weil kein besonderer Algorithmus zur Kodierung der Daten notwendig ist, der potentiell patentierbar wäre, findet sich der Abschnitt über Textdateien im Bereich der Freien Formate. Markupformate sind schon deshalb kaum proprietär nutzbar, weil sie im Quelltext vorliegen müssen. Deshalb finden sich Formate wie HTML oder XML auch bei den freien Formaten.
Textverarbeitung
| Entwickler | Microsoft |
|---|---|
| Erweiterung | .doc |
| Lizenz | proprietär |
| seit | 1983 |
| Spezifikation | nicht einsehbar |
Mit der Abkehr der EDV vom reinen Forschungs- und Großindustriellenprodukt wurden die Möglichkeiten, den PC als Ersatz für Schreibmaschine und Handschrift zu nutzen taxiert. Sehr früh war Microsoft auf diesem Gebiet tätig und entwickelte in den frühen 1980er Jahren Microsoft Word, das wegen seiner Grafikausgabe schnell und langanhaltend zum Marktführer wurde. Das verwendete Dateiformat, das von Anfang an die Erweiterung .doc für seine Dokumente nutzte.
Word-Dateien zeichnen sich aufgrund der Quasi-Monopolstellung von Microsoft im PC-Bereich bis in die 2000er Jahre hinein durch große Portabilität aus - schließlich hat beinahe jeder PC-Anwender Microsoft Windows. Wer allerdings das Word Speicherformat ohne das Programm lesen will, der wird große Schwierigkeiten haben. Zwar ist es Programmierern konkurrierender Officelösungen (z.B. vom GNU-Projekt OpenOffice) gelungen, weite Teile des Formats zu entschlüsseln, um den eigenen Nutzern das Speichern und Öffnen von DOC-Dateien zu ermöglichen, allerdings ist diese Entschlüsselung noch lange nicht komplett. In schöner Regelmäßigkeit wird auch immer wieder von Hackern beanstandet, dass im DOC-Format persönliche Daten des Autoren (Lizenznummer, Name, Speicherort...) auftauchen, ohne dass dieser darüber informiert wird. Ausserdem archiviert Word nach mysteriösen Kriteren gelöschte Abschnitte, um sie später wiederherstellbar zu machen. Dieses Verhalten macht DOC zu einem nicht weitergebbaren Format für vertrauliche Inhalte, denn es besteht immer die Gefahr, dass ältere und evtl. unerwünsche Passagen ausgelesen werden können.
Wegen der finanziell schmerzlichen Kartellstrafen der EU gegen Microsoft in den letzten Jahren, aber auch aufgrund der Androhung des Boykotts von Microsoft Office durch große Firmen und staatliche Behörden weltweit, hat Microsoft aber mittlerweile eingelenkt und wird mit der neuen Version seiner Office Suite auch ein XML-basiertes Format herausbringen, dass transparent, wenn auch nicht frei sein wird. Es handelt sich dabei im Übrigen um einen proprietären Nachbau von OpenOffices freien openDoc-Format.
Eine sehr kritische, aber treffende Zusammenfassung der Nachteile und Gefahren von Microsoft Word findet sich auf Pro-Linux.de
Portable Document Format (PDF)
| Entwickler | Adobe |
|---|---|
| Erweiterung | |
| Lizenz | proprietär |
| seit | 1993 |
| Spezifikation | verfügbar |
Das PDF-Format entstand 1993 als populäre Weiterentwicklung der bereits in den 1980er Jahren entwickelten Seitenbeschreibungssprache PostScript. Damit können Dokumente pixelgenau dem späteren Druckbild entsprechend weitergegeben werden. PDF legte nun aber das Hauptaugenmerk auf die Portabilität, d.h. v.A. die Größe der fertigen Datei und die plattformunabhänge Darstellung. Der Hersteller Adobe hat mit PDF von Anfang eine zweigleisige Lizenzstrategie verfolgt. Zum Einen fördern sie die Verwendung von PDF, indem sie dessen Spezifikation offen legten und den hauseigenen, kostenlosen aber nicht freien, PDF-Betrachter Adobe Reader aggressiv vermarkten, zum Anderen wehrt sich Adobe heftig gegen inoffizielle Veränderungen an den PDF-Spezifikationen und betont immer wieder seine exklusiven Patent- und Markenrechte.
Der große Vorteil von PDF ist, dass die Weitergabe von zum Druck bestimmten Dokumenten, wie Handbüchern oder behördlichen Anträgen, sehr vereinfacht wird und es keine bösen Überraschungen mit einem von der Bildschirmdarstellung abweichenden Druckbild gibt. Ausserdem ist PDF überall dort praktisch, wo Dokumente unveränderlich, d.h. geschützt weitergegeben werden. So bietet sich PDF als Abgabeformat für fristgebundene Hausarbeiten an den Hochschulen ebenso an, wie für Preislisten, Gesetzestexte und ähnliches.
Problematisch bei PDF sind die Features, mit denen Adobe seine Marktpräsenz weiter steigern will und die es nach eigenem Ermessen einführt. Möglichkeiten der Interaktion wie Formularfelder oder Animationen mögen zwar nützlich für viele Zwecke sein, bedeuten aber, dass PDF sich immer weiter von PostScript, d.h. vom Format zur Seitenbeschreibung entfernt, ganz zu schweigen von der fehlenden allgemeinen Absprache oder Standardisierung des Formats.
Gerade diese Neuentwicklungen erwecken oft den Eindruck, PDF sei ein Format für jede Form von Texten, weshalb es gerade im Internet immer häufiger verwendet wird. Unter dem Aspekt der Barrierefreiheit ist dies aber kritisch zu betrachten, denn im Gegensatz zu reinen (ASCII-) Texten oder Markup-strukturierten Texten wie HTML bietet PDF keine Möglichkeit, komfortabel am Bildschirm gelesen zu werden. Dynamische Zeilenumbrüche, veränderbare Schriftgröße oder alternative Darstellung für körperlich eingeschränkte Menschen sind weder vorgesehen, noch im Sinne einer drucktreuen Wiedergabe sinnvoll - aber für die allgemeine Nutzbarkeit von Textinformationen unabdingbar.
Sound
Bei Sounddateien tritt nun erstmals die Problematik der Speichergröße wesentlich in Erscheinung. Um digitalisierte Audioinformationen exakt wiederherstellen, bzw. wiedergeben zu können, muss die aufgenommene Frequenz mindestens doppelt so hoch sein, wie die tatsächlich vorkommende, höchste Frequenz (Shannonsches Abtasttheorem). Der höchste Ton, den ein Mensch wahrnehmen kann hat eine Frequenz von etwa 22 kHz, daher muss eine Sounddatei mit 44100 Hz abtasten. Auch muss, um modulierte Frequenzkurve möglichst wircklichkeitstreu wiederzugeben, die Daten über deren Beschaffenheit möglichst genau sein. Hier spricht man auch von Bitrate.
Die bekannteste Form digitaler Musik ist die Audio-CD. Hierbei wird unter Beachtung der oben beschriebenen Kriterien ein analoges Signal in eine binäre Codierung umgesetz (Puls-Code-Modulation, kurz PCM). Dieses Verfahren ist eine reine Digitalisierung ohne jede Kompression und mit nur marginal vorgesehenen Möglichkeiten für Metadaten. Am Computer werden PCM-Daten meist im WAV-Containerformat (von Microsoft entwickelt und (daher) proprietär) gespeichert.
Die Größe einer WAV-Datei lässt sich leich errechnen:
[ Abtastrate x Bitrate x Anzahl der Kanäle x Zeit ] Bytes
Das ergibt beispielsweise für einen einminütigen CD-Track: 44100 x 2 x 2 x 60 = 10584000 Bytes = 10,09 MB.
Man kann sich leicht vorstellen, dass diese Menge an Daten lange Zeit die Möglichkeiten von Hardware und Netzwerktechnologie im PC-Bereich überforderte. Hinzu kommt, dass diese immense Datenmenge gar nicht notwendig ist, denn moderne Audiokompressionsverfahren können die Daten enorm reduzieren. Dabei gilt es zu unterscheiden zwischen verlustfreien und verlustbehafteten Kompressionsalgorithen.
Die Software, die benötigt wird, um Multimediadaten in den jeweiligen Formaten zu kodieren, bzw. zu dekodieren, wird als Codec (Coder / Decoder) bezeichnet. Stellvertretend für die proprietäre Sparte der Audiocodecs werden hier MLP (verlustfrei) und MP3 (-behaftet) betrachtet.
MLP - ein verlustfreier Audiocodec
| Entwickler | Meridian Audio |
|---|---|
| Erweiterung | .mlp |
| Lizenz | proprietär |
| seit | 1995 |
| Spezifikation | nicht verfügbar |
Meridian Losless Packing (MLP) ist ein verlustfreier Audiocodec, der gute Soundqualität und hohe Kompression kombiniert. Er kommt standardmäßig für DVD-Audio, dem Sound-Äquivalent der Video DVD, zur Verwendung. Er bietet gegenüber der klassischen Audio CD Verbesserungen in allen Bereichen: Höhere Frequenzen (bis zu 192000 Hz), höheren Abtastwert (bis zu 24 Bits, statt 16 bei der CD) und mehr Kanäle (bis zu 64, statt 2).
Die hohe Qualität lässt sich Meridian, vertreten durch Dolby, aber auch sehr teuer bezahlen. Ausserdem bieten freie, verlustfreie Audiocodecs ähnlich gute Qualität ohne jedwede Lizenzkosten. Das DVD Konsortium, dass die Standardformate für die verschienden Spielarten von DVD festlegt, plant daher auf WavPack umzusteigen, allerdings unterstützen die allermeisten DVD-Player dieses Format noch nicht.
MP3 - ein verlustbehafteter Audiocodec
| Entwickler |
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen |
|---|---|
| Erweiterung | .mp3 |
| Lizenz | proprietär (teilw.) |
| seit | 1991 |
| Spezifikation | teilw. verfügbar |
MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) ist eine Entwicklung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen und erhielt 1995 seine namensgebende Dateierweiterung. Seit 1993 ist es ein Standard von MPEG-1, einem Containerformat für Video- und Audiodateien der Moving Pictures Experts Group (ebenfalls MPEG). Es beruht auf einer psychoakustischen Herangehensweise (mehr dazu an der Uni Wuppertal) an das Problem der Audiokompression: Der Mensch kann den Unterschied zweier Töne nur bis zu einem gewissen Grad erkennen. Daher können diese zwei Töne wie einer gespeichert werden, indem die Zwischentöne einfach ausgelassen werden. Je nachdem mit wie viel Bit pro Frame (Bitrate) kodiert wird, ähnelt sich diese digitale Kurve mehr oder weniger dem analogen Signal.
Je mehr Daten pro Sekunde, desto ähnlicher die digitale Version dem Original (Quelle: http://www.oreilly.com/catalog/mp3/chapter/ch02.html)
Lizenzrechtlich ist MP3 schwierig zu beurteilen. Das Format ist Teil des MPEG-Standards, der wiederum ein ISO-Standard ist. Die Rechte an diesem kann man auch erwerben, allerdings sind Teiltechnologien von MP3 patentiert - sehr viele Teiltechnologien in sehr vielen Ländern. Das Fraunhofer Institut hatte sich schon früh mit Thomson zusammengetan und ab 1998 (nachdem sich MP3 sechs Jahre lang gut entwickelt hatte) begonnen, ihre Rechte einzuklagen. Für jeden Codec, jeden MP3-Stick, jeden DVD-Player und jedes Tonbearbeitungsprogramm mit mp3-Funktionalität gehen seitdem Lizenzgebühren an Thomson. Eine Ausnahme stellt der LAME Encoder dar.
LAME (rekursives Akronym für: LAME Ain't an MP3 Encoder) ist ein GPL lizenziertes Open Source Projekt, dass den Quelltext (!) für die Herstellung von MP3-Dateien entwickelt. Da LAME auf den Spezifikationen des ISO-Standards beruht und nur den Quelltext, nicht aber ein fertiges Programm zur MP3-Erzeugung bereitstelt, konnten die Patentinhaber bisher rechtlich nicht dagegen vorgehen. LAME ist sehr weit verbreitet und findet sich in einer großen Anzahl Freier Software, wie CDex oder Audacity.
Bild
Im Bereich der Computergrafik lassen sich zwei grundlegend untuerschiedliche Ansätze unterscheiden, nämlich die Rastergrafik und die Vektorgrafik. Bei Rasterverfahren (auch Pixel-) werden die einzelnen Bildpunkte einer Grafik einzeln kodiert und in komprimierter oder unkomprimierter Form gespeichert. Diese Methode ist die weiteverbreitetste, hat aber große Nachteile was die Dateigröße und Skalierbarkeit angeht. In Vektorgrafiken finden sich hingegen Angaben über den Aufbau eines Bildes, d. h. von wo bis wo Linien verlaufen, welchen Abstand Objekte auf dem Bild zueinander haben und dergleichen. Dadurch lässt sich ein Bild beliebig vergrößern und verkleinern, es ist wesentlich platzsparender und unkomplizierter anzufassen. Vektorgrafiken sind allerdings aufwändiger darzustellen und sind für komplexere Darstellungen wie Fotografien nicht geeignet. Als Beispiele für proprietäre Grafikformate werden hier GIF für den Bereich der Rastergrafiken und WMF für den der Vektorgrafiken angeführt.
GIF - ein Rastergrafikformat
| Entwickler | CompuServe |
|---|---|
| Erweiterung | .gif |
| Lizenz | proprietär (abgel.) |
| seit | 1987 |
| Spezifikation | verfügbar |
GIF (Graphics Interchange Format) wurde 1987 vom Internetprovider CompuServe enwickelt, um ein qualitativ zufriedenstellendes Grafikformat für Bilder zu entwickeln, die auch Nutzer von Modems mit geringer Geschwindigkeit in menschenwürdiger Zeit herunterladen konnten. Technisch beruht GIF auf dem Lempel-Ziv-Welch-Algorithmus (LZW), der die Reduzierung der im Bild vorkommenden Farben auf maximal 256 aus 16,7 Millionen möglichen Farben vorsieht. Dadurch war GIF für Fotografien nie geeignet, wohl aber für Logos, Skizzen und Kleinstgrafiken und ist daher bis heute im WWW weit verbreitet. Es kennt bereits Methoden der Animation und Transparenz.
Beispiel für ein animiertes GIF
Quelle: http://recollectionbooks.com/bleed/images/anarchist/Anarchy-Fade.gif
Beispiel für ein GIF mit Transparenz
Quelle: http://www.crwflags.com/fotw/images/q/qt-a_bra.gif
Nachdem CompuServe das Format von Anfang an frei veröffentlichte fand es auch großen Anklang und wurde zwischenzeitlich verbessert und erweitert bis 1994 die Computerfirma UniSys auf den Plan trat. Denen war nämlich aufgefallen, dass sie das Patent auf den LZW-Algorithmus schon seit 1983 innehatten und bestanden nunmehr darauf, dass kommerzielle Software, die in GIF abspeicherte, entsprechende Lizenzgebühren an UniSys zu leisten hatte. Ab 1999 gingen sie dann dazu über, auch Freie Software mit GIF-Speicheroptionen und Webseitenbetreiber, die unlizenziert hergestellte GIF-Bilder anboten, zu verklagen. Die Geldquelle versiegte für UniSys aber im Juli 2004, als das letzte Patent auf LZW abgelaufen war.
Das Verhalten von UniSys hatte allerdings auch sein gutes, es führte zur Entwicklung von PNG (Portable Network Graphics), die uns im Bereich Freie Formate noch begegnen werden.
WMF - ein Vektorgrafikformat
| Entwickler | Microsoft |
|---|---|
| Erweiterung | .wmf, .emf |
| Lizenz | proprietär |
| seit | 1991 |
| Spezifikation | inoffziell |
Das von Microsoft verwendete Grafikformat WMF (Windows Metafile) findet vor Allem im Austausch von Grafikinformationen in Windows Verwendung. Es besteht aus Befehlen, die direkt an die Grafikschnittstelle des Betriebssystems geschickt werden und dort interpretiert werden, sowie aus möglichen, zusätzlichen Bereichen mit Rastergrafik. Am meisten wird es als Format für die Zwischenablage genutzt.
Es bietet in der Tat einige Vorteile, ist aber aufgrund der fehlenden Transparenz in Bezug auf die Spezifikation des Formates gefährlich. So wurden im Dezember 2005 hochgradig gefährliche Sicherheitslücken im Format bekannt (siehe F-Secure). Aber auch rein technisch ist WMF anderen Vektorformaten wie PostScript oder SVG in Genauigkeit und Effizienz deutlich unterlegen. Da aber WMF ein elementarer Teils von Microsofts Windows ist, wird es wohl dennoch auch weiterhin ein weitverbreitetes Format bleiben.
Beispiel für ein WMF
(Quelle: alte Microsoft Cliparts Sammlung)
Video
Bei Videodateien steht es ausser Frage, dass die Daten komprimiert werden müssen, wie bereits in der Einleitung erwähnt wurde. Dabei wird, wieder unter Berücksichtigung psychologisch- und physiologisch-visueller Aspekte, grob gesagt, an den Bereichen gespart, die ohnehin keinen stören. Die Anzahl der Farben wird reduziert, das Bild wird vereinfacht (was "ungefähr" weiß ist, wird weiß) und es wird an den Übergängen einzelner Bilder alles an redundanter Information weggelassen (Wenn sich etwa der Hintergrund nicht oder kaum verändert, bei Standbildern oder Landschaftsaufnahmen...).
Ein typisches Beispiel für proprietäre Codecs kommt wieder, wie schon MP3, aus dem Bereich der MPEG, nämlich deren Videokompressionsverfahren MPEG-1. Es ist zwar mittlerweile sehr veraltet, findet aber gerade im Internet noch regen Zuspruch.
MPEG-1 - ein verlustbehafteter Videocodec
| Entwickler |
Moving Pictures Experts Group |
|---|---|
| Erweiterung | .mpg, .mpeg |
| Lizenz | proprietär (teilw.) |
| seit | 1993 |
| Spezifikation | teilw. verfügbar |
Der MPEG-1-Standard, der auch die Audioformate (incl. MP3) miteinschloss, wurde während der 1980er Jahre durch etliche Computerfirmen und Forschungsinstitute entwickelt udn 1993 endgültig veröffentlicht. Er war von Anfang an qualitativ hinter den Entwicklungen der Zeit, dafür konnte mittels MPEG-1 ein abendfüllender Film auf eine herkömmliche CD gebannt werden (genannt: VideoCD, konnte sich aber nur in Asien eine Zeit lang behaupten). Dafür ist MPEG-1 einer der kompatibelsten Codecs auf dem Markt, den fast jeder DVD-Player und PC abspielen kann.
MPEG-1 benutzt das System der Group of Pictures. Das bedeutet, dass nur einige wenige Bilder gänzlich kodiert sind (und damit als Standbild betrachtbar) und alle anderen in Abstufungen nur Teile des Bildschirms darstellen. Dadurch müssen nur etwa 2 Bilder pro Sekunde vollständig sein, die restlichen (bei PAL:22, bei NTSC: ~27) Bilder stellen nur die Unterschiede zum Bild davor dar. Die niedrige Auflösung von höchstens 768x576 (meist nur 352 x 288, z.B. bei VideoCD) und der ausschließliche Stereoton, zusammen mit dem MP3-Audiokompressionsverfahren machten MPEG-1 dafür zu einem speicherextensiven Format und damit zum idealen Videoformat für das noch bandbreitenschwache Internet.
Wie schon bei MP3 beschrieben ist auch hier die lizenz-, bzw. patentrechtliche Situation kompliziert und verworren. MPEG-1 ist ein ISO Standard und das Verfahren ist in Fachkreisen mittlerweile hinlänglich bekannt. Es gibt und gab auch immer kostenlose Tools zum En- und Dekodieren von MPEG-Videos. Für den gewerblichen Einsatz, auch und gerade im Hardwarebereich, sind aber Lizenzgebühren zu entrichten. MPEG, seine Formate und vor Allem seine mitunter arbiträre Lizenzpolitik haben enorm zur Debatte um Softwarepatente in Europa und weltweit beigetragen. Fakt ist, dass MPEG-1 weil veraltet (eigentlich bereits veraltet auf den Markt gebracht) kaum noch kommerziell verfolgt wird. Eine Ausnahme ist der weitgehend mit MPEG-1 vergleichbare Codec H.262, der beim Flashfilmformat FLV im Internet (z.B. youtube oder Google Video) weit verbreitet ist. Bei den neueren Standards, allen voran bei MPEG-4, das Grundlage für HD-TV, BluRay Heimvideos, VDSL-Videoangebote und viele andere Anwendungen ist, mit denen die großen Unterhaltungselektronikunternehmen wie Sony, Thomson oder Philips, aber auch Softwareriesen wie Microsoft oder Apple, in den nächsten Jahren den Markt der Multimediaprodukte enorm erweitern und aggressiv unter sich aufteilen wollen, zeigt sich aber neben einer sehr restriktiven und konservativ patentorientierten Politik eine seltsame Rechtsunsicherheit sowohl bei der MPEG, als auch bei den Big Playern, als auch beim Endverbraucher. Es ist nicht geklärt, wer inwieweit beteiligt ist an der Entwicklung, immer wieder fordern Firmen oder Einzelpersonen ihr Patentrecht und damit ihren Anteil am Kuchen ein. Dass MPEG-4 auch großen Wert auf Digital Rights Management legt und sich damit Priorität von Praktikabilität und Qualiät immer weiter hin zu einem gierigen Misstrauen gegenüber dem Verbraucher wandelt ist eine beklemmende und erschreckende Entwicklung, der nach Mitteln entgegengewirkt werden sollte.
