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Der Video-Codec Theora

01.07.2006 Der Einsatz von Video-Codecs ist durch Patente eingeschränkt. Die Xiph-Foundation bietet für Freunde freier Software mit Theora eine Alternative.

Die meisten Multimedia-Anwendungen haben ein Problem: Ihre Algorithmen sind zum Teil patentrechtlich geschützt, also mit freier Software nur in einer rechtlichen Grauzone zu verbreiten. Wer sich mit Patentrecht auskennt, mag an dieser Stelle stutzen: Eigentlich lassen Algorithmen und mathematische Verfahren nicht gewerblich schützen. Trotzdem erteilen die Behöreden täglich ebensolche Patente. Wer sich keine Gedanken um eventuelle Patentverletzungen machen möchte, sollte einen Blick auf Theora [1] werfen, den freien Video-Codec der Xiph-Foundation [2].

Juristischer Morast

In Deutschland sind die erteilten Software-Patente derzeit zwar noch nicht rechtlich wirksam. Die EU arbeitet aber mit großer Energie an der Harmonisierung des Patentrechts, das Verletzungen solcher Schutzrechte auch hierzulande einklagbar macht. In den USA und anderen Ländern ist das bereits möglich. Daher fehlt in vielen Linux-Distributionen Software, die irgendwo auf der Welt vielleicht ein Patent verletzt – zum Beispiel Encoder und Decoder für das MP3-Format. Auf diese Methode der Komprimierung besitzen die Fraunhofer-Gesellschaft und die Firma Thomson mehrere Patente.

Ähnlich sieht es im Bereich der Video-Codecs aus. Praktisch sämtliche MPEG-Komprimierungsverfahren, die sich Firmen beim zuständigen Konsortium lizensieren lassen können [3], unterliegen Schutzrechten. Das erschwert den Autoren freier Software das Leben, denn die Lizenzkosten richten sich nach der Anzahl der verkauften Exemplare des Programms – kein besonders praktikables Modell für frei verbreitete Software.

Angesichts dieser Schwierigkeiten war die freie Software-Community lange Zeit auf der Suche nach Multimedia-Codecs ohne patentrechtliche Einschänkungen. Für Audio entwickelte die Xiph-Foundation die MP3-Alternative Ogg/Vorbis, die seitdem immer mehr Benutzer findet. Auch zur Videokomprimierung bietet Xiph einen Codec, der sich zwar offiziell noch in der Alpha-Phase befindet, aber ohne Probleme nutzen lässt.

Schönes Geschenk

Möglich wurde die Entwicklung durch die Freigabe des kommerziellen Codecs VP3 durch die Firma On2 [4]. Sie hat den Codec nicht nur unter eine freie Lizenz gestellt, sondern auch schriftlich festgelegt, dass ihr Patent auf die Technologie stets lizenzfrei nutzbar sein wird. Auch dieser Codec ist also nicht patentfrei, was man als ein Zeichen dafür verstehen kann, wie schwer sich Videokompressionstechniken entwickeln lassen, ohne in das Minenfeld der Patente zu geraten.

Seitdem arbeitet die Xiph-Foundation an der Verbesserung des Video-Codecs unter dem Namen Theora. Letztlich sollen die beiden Codecs Vorbis und Theora zusammen mit dem Ogg-Container-Format qualitativ mit MPEG4 konkurrieren. Zwar bleibt noch etwas Spielraum für eine Beschleunigung der Theora-Encoder, im großen und ganzen ist der Codec aber in der Praxis benutzbar.

Weil damit keine juristischen Bedenken verbunden sind, unterstützen die meisten Multimedia-Programme der Linux-Distributionen Theora von Haus aus – so unter anderem die Abspielprogramme Mplayer, Totem, VLC, Xine und Helixplayer. Auch der Mplayer-Encoder Mencoder beherrscht das Format, sein Pendant Transcode muss mit der Option --enable-theora übersetzt sein. Ffmpeg2theora [5] verwendet hinter den Kulissen Ffmpeg, um mit nur einem Kommando viele verschiedene Videoformate in Theora zu konvertieren. Schließlich existiert mit Thoggen [6] ein Programm, das Video-DVDs direkt als Ogg-Dateien konvertiert (Abbildung 1), mit Vorbis als Audio- und Theora als Video-Codec.

Abbildung 1

Abbildung 1: Das Gnome-Programm Thoggen konvertiert DVDs ins Theora-Format.

Wer seine Videos für ein breites Publikum anbieten möchte, muss darauf achten, dass möglichst viele Betriebssysteme den verwendeten Codec unterstützen. Auch hier hilft Theora, denn es gibt ihn zum Beispiel als Quicktime-Komponente für Windows und Mac, die sich in den entsprechenden Player integriert. Für Windows-Benutzer ist außerdem die Implementation als Directshow-Codec interessant. Schließlich bietet die Linux-Multimedia-Firma Flumotion mit Cortado [7] eine freie Implementierung in Java, die sich sogar als Applet in Webseiten integrieren lässt (Abbildung 2).

Abbildung 2

Abbildung 2: Das Java-Applet Cortado spielt Videos mit Theora-Codec auf allen Java-fähigen Plattformen.

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