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© Katrina Brown, 123rf.com

Freier Video-Codec VP8/WebM im Praxistest

Ab ins WebM

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Schon lange träumen Linux-Anwender von einem lizenzfreien Video-Codec. Mit VP8 erfüllen Google und On2 nun diesen Wunsch – allerdings gilt es kleine Abstriche zu machen.

Bei VP8 handelt es sich um eine Weiterentwicklung des von On2 entwickelten und ebenfalls frei verfügbaren VP3, der die Video-Basis für das freie Videoformat Ogg Theora stellte. Google hatte den Codec-Spezialisten Anfang 2010 übernommen und Mitte Mai auf seiner Entwicklerkonferenz Google I/O die Freigabe des lange in der Entwicklung befindlichen, deutlich verbesserten VP8 bekanntgegeben [1]. Im ebenfalls von Google freigegebenen WebM-Container, der auf dem offenen Containerformat Matroska basiert, soll VP8 zusammen mit Ogg Vorbis als Audiocodec Verbreitung im Web finden.

Google hat es geschafft, WebM in den HTML5-Video-Standards einzubringen – jeder Browser, der vollständig HTML5-kompatibel sein will, muss es also unterstützen. Kurz nach WebM stellte Google das ebenfalls freie WebP vor, ein neues Bildformat, das auf VP8-Technik basiert (siehe Kasten "WebP: Googles neues Bildformat").

WebP: Googles neues Bildformat

"Wir möchten das Web schneller machen" – mit dieser Ankündigung stellte Google am 30. September 2010 das neue Bildformat WebP [7] (gesprochen "Weppy") in Chromium-Blog [8] vor. Laut Google bestehen im Schnitt fast zwei Drittel des Datenvolumens einer Webseite aus Bildern, speziell bei schmalbandigen Verbindungen verzögere das die Anzeige. Abhilfe soll das neue Bildformat machen. Es nutzt RIFF als Container, das auch Metadaten von Bildern speichert. Als Kodierungsalgorithmen verwendet es Techniken, die für VP8 entwickelt wurden.

Das Lizenzmodell entspricht etwa dem von Adobes freiem DNG [9]. Es besagt, dass jeder WebP uneingeschränkt und zeitlich unbegrenzt verwenden darf, Google sich jedoch alle Rechte vorbehält. Da Google auch den Quellcode veröffentlicht, kann jeder Entwickler diesen für seine eigenen Produkte anpassen. Als Binary existiert derzeit lediglich eine native Linux-Version für 64-Bit-Systeme. Die Entwickler arbeiten bereits an einer Implementierung des Bildformats in die Browser-Engine Webkit, die unter anderem Google Chrome und Safari verwenden.

Mangels Bildbetrachtern, die das Format unterstützen, lässt sich dessen Qualität im Moment nur beurteilen, indem man die Bilder in ein anderes, verlustfreies Format wie TIFF oder PNG konvertiert. Diese Möglichkeit bietet das Kommandozeilenprogramm webpconv, das auch das Konvertieren ins WebP-Format übernimmt.

In der Praxis zeigt sich das Format von seiner besten Seite. Gegenüber JPEG fallen die Bilder bei gleicher Komprimierungsrate im Schnitt 50 Prozent kleiner aus, weisen aber dennoch wesentlich weniger Bildfehler auf. Die Klötzchenbildung als JPEG-typisches Kompressionsartefakt fehlt weitgehend, dafür stellt WebP Farbübergänge nicht so sauber dar (siehe Abbildung).

JPEG (oben) neigt stärker zu Artefakten, WebP (unten) stellt Farbübergänge nicht sauber dar (Kompressionsstufe jeweils 40).

Auch bei strukturierten Flächen wie Rasen oder Stoff verschluckt das neue Bildformat speziell bei höheren Kompressionsraten durchaus Details, die JPEG noch zeigt – allerdings zum Preis höherer anderweitiger Bildstörungen.

Soft- und Hardware

Als erster Browser unterstützte Google Chrome das WebM-Format, und auf der Google-I/O-Konferenz gaben Mozilla und Opera bekannt, dass ihre Browser den Codec ebenfalls bald nativ abspielen – Firefox ab Version 4, Opera ab 10.60. Nur Microsoft und Apple zieren sich noch, WebM-Unterstützung direkt in ihre Browser und Mediaplayer zu integrieren, obwohl es für ihre Media-Frameworks Windows Media und Quicktime bereits installierbare VP8-Codecs gibt. Adobe hat die Integration von VP8 in Flash angekündigt, ebenso will Google noch Ende 2010 Android mit WebM-Unterstützung versehen. Youtube hat schon lange begonnen, sämtliche HD-Videos auch als VP8 zu encoden – mit dem langfristigen Ziel, den gesamten Videopool auch als VP8 anzubieten.

Auf der Linux-Seite dauerte es nicht lange, bis alle nötigen Frameworks und Player VP8 und WebM unterstützten: Ffmpeg 0.6, Gstreamer (Gst-plugins-bad 0.10.19 für VP8, Gst-plugins-good 0.10.23 für WebM), VLC 1.1.1, Arista 0.9.5, Fluendo Moovida 2.0.0.10, Mplayer 1.0rc4, Transmageddon 0.16, MKVtoolnix 4.0.0 und Totem 2.30.2 verstehen sich ab den genannten Versionen alle auf das freie Videoformat. Inzwischen haben die Ffmpeg-Programmierer sogar einen eigenen, nativen Decoder namens Ffvp8 entwickelt und integriert, der effizienter arbeitet als Googles VP8-Bibliothek Libvpx.

AMD/ATI, ARM, Broadcom, Qualcomm und Texas Instruments haben bereits Hardware-Unterstützung für VP8 angekündigt. Sogar Intel will das Format in seinem Atom für Settop-Boxen unterstützen, falls es breitere Akzeptanz findet. Lediglich Nvidia sagte auf Anfrage, dass keine Pläne für VP8-Hardware-Unterstützung bestünden.

Patentfragen

Frei im Quellcode verfügbar bedeutet nicht notwendigerweise patentfrei: Gerade die Video-Codec-Entwicklung entpuppt sich immer wieder als Minenfeld aus Patenten.

Der x264-Entwickler Jason Garrett-Glaser, besser bekannt als Dark Shikari, ist maßgeblich für den Feature-Umfang, den hohen Optimierungsgrad und die Effizienz des freien H.264-Encoders verantwortlich. Er hat VP8 ausführlich unter die Lupe genommen und kommentiert Patent- und Implementierungsprobleme sowie Performance und Effizienz, alles in Relation zu H.264 [2]. Hinsichtlich der Patentfragen kommt Garrett-Glaser zu dem Schluss, VP8 sei H.264 viel zu ähnlich, als dass man Patentprobleme ausschließen könne.

Diese Aussage sorgte für viel Aufsehen und energischen Widerspruch [3]: Die in Garrett-Glasers Analyse getroffene Feststellung, VP8 arbeite ineffizienter als H.264 (etwa durch den Verzicht auf B-Frames), rühre eben genau daher, dass On2 bewusst entsprechende Patente umgehen wollte. Die Patentverletzungen, die der H.264-Entwickler bei VP8 sieht, scheinen sich hingegen hauptsächlich auf alte MPEG-1/2-Patente zu beziehen, die inzwischen ausgelaufen sind.

Natürlich kann man Patentklagen nie vollkommen ausschließen, aber On2 hat sich offensichtlich bemüht, VP8 so patentfrei wie möglich zu machen. Chris DiBona, Googles Open-Source-Chef und Organisator des beliebten Google Summer of Code, erklärte uns auf dem Linuxtag, die einzige Garantie, die Google den Anwendern diesbezüglich geben könne, sei die, niemals selbst Patentansprüche gegen VP8-Nutzer zu erheben.

Nachdem die Open Source Initiative den Status der ursprünglichen WebM/VP8-Lizenz als freie Lizenz anzweifelte, hat Google die seinerseits zusammen mit VP8 freigegebenen Patente vom Quellcode getrennt. Die VP8-Sourcen stellte es in der Folge unter eine Standard-BSD-Lizenz, die Patente unter einer eigene [4]. Damit haben WebM und VP8 nun den Segen der Free Software Foundation, welche die Lizenz als GPL-kompatibel ansieht [5].

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