Graphics Interchange Format
GIF [] für Graphics Interchange Format ist ein Grafikformat mit guter verlustfreier Komprimierung für Bilder mit geringer Farbtiefe (bis zu 256 verschiedene Farben pro Einzelbild).
Ein heute nicht mehr gebräuchlicher Name des Formates ist GIFF (Graphics Interchange File Format).
Ursprung und Eigenschaften
GIF wurde 1987 von dem US-Onlinedienst CompuServe als Farbformat eingeführt, um das voher benutzte RLE-Format zu ersetzen das nur S/W Bilder darstellen konnte. GIF wurde vor allem wegen seiner effizienten Kompression LZW populär. Die entstandenen Bilddateien benötigten deutlich weniger Speicherplatz, als andere zu der Zeit übliche Grafikformate wie PCX oder MacPaint. Selbst große Bilder konnten so in vernünftiger Zeit übertragen werden, auch mit langsamen Modems. Zudem ermöglichte die offene Lizenzpolitik von CompuServe jedem Programmierer, das GIF-Format für eigene Anwendungen kostenlos zu implementieren, sofern dieser einen Hinweis auf das Urheberrecht des Online-Dienstes anbrachte. Die Fähigkeit, GIF-Dateien darstellen zu können ist deshalb Bestandteil jedes modernen Browsers.
Als das Internetzeitalter begann, war GIF neben dem Schwarz/Weiß-Bildformat XBM das zweite Standardformat für Bilder. Das heute dominierende JPEG-Format wurde erst mit dem Mosaic-Browser eingeführt. Während das XBM-Format vollständig verdrängt wurde, konnte sich GIF behaupten, weil das JPEG-Format Grafiken mit harten Farbübergängen nicht korrekt darstellen kann.
Bei GIF sind die Farbinformationen in einer Farbtabelle abgelegt. Diese kann bis zu 256 verschiedene Einträge enthalten, die frei aus 16,7 Millionen möglichen Farbwerten auswählbar sind. Als das Bildformat vorgestellt wurde, war dies keine wesentliche Einschränkung, da nur wenige Leute Hardware besaßen, die mehr Farben anzeigen konnte. Für typische Zeichnungen, Cartoons, Schwarz-Weiß-Fotografien und ähnliches sind 256 Farben oder Graustufen in der Regel auch heute noch völlig ausreichend, bei komplexeren Bildern wie zum Beispiel Farb-Fotos ist jedoch meist ein massiver Qualitätsverlust feststellbar, weshalb das Format dafür ungeeignet ist.
Ein Farbeintrag in der Palette kann als transparent definiert werden. Dadurch kann man den Eindruck erwecken, ein GIF-Bild hätte eine nicht rechteckige Form. Halbtransparenzen (Alpha-Transparenz) wie bei PNG sind damit aber nicht möglich, ein Pixel kann entweder nur voll sichtbar oder komplett „durchsichtig“ sein.
Die erste 1987 herausgebrachte GIF-Version war die Version „87a“. Im Jahr 1989 veröffentlichte CompuServe eine erweiterte Version, die „89a“ genannt wird. Diese ermöglicht u.a. das Speichern mehrerer Bilder in einer GIF-Datei, was vor allem für einfache Animationen verwendet wird. Man kann die Version an den ersten sechs Bytes einer GIF-Datei erkennen, der sogenannten Signatur. Interpretiert man diese als ASCII-Zeichen, so steht dort GIF87a bzw. GIF89a.
GIF ermöglicht dabei, wie üblich verwendet, sich ständig wiederholende Animationen (siehe Weltkugel rechts) oder Animationen die wie ein Film ablaufen und dann beim letzten Bild stehen bleiben.
GIF hat die MIME-Typen image/gif oder image/giff.
Diese Animationsmöglichkeit bietet gleichzeitig einen (in der Praxis allerdings nahezu nie genutzten) Kniff an, die 256-Farben-Grenze eines GIF-Bildes zu sprengen, da GIF die Möglichkeit vorsieht, je Einzelbild (Frame) eine separate Farbpalette zu speichern. Auf diese Weise kann man, Frame für Frame, immer mehr Farbinformationen hinzufügen, allerdings auf sehr umständliche Weise, die, aufgrund des Speicherplatzbedarfes der Farbtabellen an sich, auch der Kompressionsabsicht zuwiderläuft.
Interlace
Da die typische Bandbreite der Online-Anbindung eines Webnutzers Ende der 80er, Anfang der 90er Jahre noch sehr begrenzt war, wurde in GIF die Möglichtkeit der so genannten Interlace-Darstellung integriert. Dabei werden die Bilddaten nicht der Reihenfolge nach abgespeichert, sondern zunächst jede 8. Zeile (von oben nach unten), dann jede 4., jede 2. und schließlich die verbleibenden. Bei der Anzeige der Grafik im Webbrowser werden diese Zeilen dann in zunächst 8facher, dann 4facher, schließlich doppelter Höhe angezeigt, bis alle Daten geladen sind und das Bild 1:1 dargestellt wird. Auf diese Weise hat der Betrachter - speziell bei sehr langsamer Verbindung - schnellstmöglich eine Art grober Voransicht, die mit zunehmender Datenmenge verfeinert wird. Eine verbesserte Methode wurde für das PNG-Format übernommen.
GIF und die LZW-Patente
1994 entdeckte die Softwarefirma Unisys, dass sie ein 1983 eingereichtes Patent auf das im GIF-Format verwendete LZW-Verfahren hielt. In Folge forderte sie Lizenzgebühren von Herstellern kommerzieller Programme, welche die Fähigkeit besitzen, GIF-Dateien zu erstellen. Zu diesem Zeitpunkt war GIF bereits so weit im World Wide Web verbreitet, dass sich kaum ein Hersteller den Forderungen von Unisys widersetzen konnte.
Obwohl Freie Software und nichtkommerzielle Produkte vorerst noch von Unisys' Lizenzforderungen ausgenommen waren, führten diese zur Entwicklung von PNG, das langfristig GIF als Standardformat ersetzen soll.
1999 erklärte Unisys, dass nun auch für freie Software Lizenzgebühren zu entrichten wären. Gleichzeitig ging man juristisch gegen einzelne Anwender vor, die GIF-Bilder auf ihren Websites verwendeten, die von nicht lizenzierter Software erzeugt wurden.
Das US-Patent ist am 20. Juni 2003 abgelaufen; im Vereinigten Königreich, Frankreich, Deutschland und Italien galt das Patent bis zum 18. Juni 2004, in Japan bis zum 20. Juni 2004 und in Kanada bis zum 7. Juli 2004.
Ferner wurde der Firma IBM ein Patent auf dasselbe Verfahren erteilt; dies beruht auf einem Fehler des US-Patentamts. Die Anmeldung erfolgte zwar drei Wochen vor der von Unisys; nach dem Patentrecht der USA bedeutet dies jedoch nicht, dass das IBM-Patent Priorität genießt. Vielmehr dürfte das IBM-Patent aufgrund des früher erteilten Unisys-Patents ungültig sein. Es wäre am 11. August 2006 ausgelaufen.
Laut dem Software Freedom Law Center liefen am 1. Oktober 2006 die letzten wesentlichen Patente auf die Verwendung von GIFs aus, so dass eine freie Verwendung nun möglich ist.[1]
Vergleich mit PNG/MNG
Das neuere Grafikformat Portable Network Graphics (PNG) ist, abgesehen von Animationen, GIF in allen Bereichen überlegen.
PNG wurde speziell dazu entwickelt, um GIF als Format für Einzelbilder im World Wide Web abzulösen. PNG bietet mehr Eigenschaften, fast immer eine bessere Kompression und kann mehr Farben pro Einzelbild darstellen als GIF. Letzteres ist der größte Vorteil von PNG gegenüber GIF.
Die meisten aktuellen Webbrowser unterstützen das PNG-Format und zumindest die Merkmale, die auch GIF kennt. Obwohl die Verwendung von PNG im Bereich der pixelorientierten Grafiken inzwischen zunimmt, konnte es das GIF-Format bisher (November 2006) nicht verdrängen. Dies liegt daran, dass es bis zum Auslaufen des Patents auf das LZW-Verfahren eher Privatpersonen waren, die als Protest gegen die Unisys-Lizenzpolitik ihre GIFs durch PNG-Bilder ersetzt haben, und die noch relativ neue Unterstützung von Teilen der Webgestaltergemeinde bisher nicht ausgereicht hat um PNG als GIF-Ersatz zu etablieren.[1]
Der größte Nachteil von PNG gegenüber GIF ist, dass PNG prinzipbedingt animierte Bilder nicht darstellen kann. Zu diesem Zweck wurde das Format MNG entwickelt. Obwohl dieses Animationen mit mehr als 256 Farben darstellen kann und somit auch GIF in seinem Bereich überlegen ist, kann es animierte GIF-Dateien in der Praxis noch nicht im Internet ersetzen, weil MNG durch die meisten Webbrowser bisher (November 2006) noch nicht unterstützt wird. GIF ist deshalb momentan noch für Animationen im Web (neben Macromedia Flash, das jedoch eine Browsererweiterung benötigt) unangefochten.
Trotzdem kann das GIF-Format als technisch veraltet angesehen werden.
Verbreitung und Verwendung
GIF-Bilder werden auch heute (2006) noch in großer Zahl, besonders für Banner und kleinere Bilder, erzeugt und im Internet verwendet. Für größere Bilder und Grafiken im Web ist dagegen das GIF Format heute eher unüblich, sodass man größere GIF Bilder fast nur auf alten Internetseiten findet, die schon seit Jahren unverändert existieren [2].
GIF-Bilder werden jedoch nicht nur im Internet verwendet, sondern teils auch von anderen Programmen, z. B. in Computerspielen für DOS oder Datenbanken.
Literatur
- Thomas W. Lipp: Grafikformate, Microsoft Press Deutschland, ISBN 3-86063-391-0
- Jörg Stroisch, Thorsten Olscha: Webgrafik-Optimierung Markt + Technik, München, 2003 2. Aufl., ISBN 3827265304
Siehe auch
Weblinks
- Spezifikation des GIF-Grafikformates
- Das GIF-Format bei SELFHTML
- Animierte GIF-Grafiken bei SELFHTML
Einzelnachweise
- ↑ a b Meldung „GIF ist jetzt frei von Patentrechten“ auf heise online Referenzfehler: Ungültiges
<ref>-Tag. Der Name „Patentauslauf“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. - ↑ Beispiel auf einer alten NASAseite