Diese Kolumne berichtet aus der Perspektive von GNU-Projekt und FSF über Projekte und aktuelle Geschehnisse im Umfeld freier Software. Diese Ausgabe blickt mit Stellarium und Celestia in die Sterne, klebt Panoramen mit Hugin und berichtet über Patentprobleme und IPRED II.

Abbildung 1: Stellarium verdeutlicht mit schönen Grafiken die Lage von Sternbildern am Firmament.

Das Planetarium bringt den Menschen einem Wunschtraum näher – der Reise in den Weltraum. Allerdings ist er dort bis heute auf den Zuschauerrang verbannt. Seit unter dem heimischen Schreibtisch leistungsfähige Rechner stehen, kann er sich die Sterne zumindest nach Hause holen, zum Beispiel mit dem elektronischen Planetarium Stellarium [1].

Stellarium

Stellarium verfügt neben der reinen Darstellung des Abendhimmels über viele andere Funktionen und macht so den Rundblick durch die Sternbilder zu einem multimedialen Erlebnis (siehe Abbildung 1) – auch für die Nicht-Astronomen unter den Anwendern. Seine Entstehung verdankt das Programm einem Zufall: Eines Tages entdeckte der Franzose Fabien Chéreau im Haus seiner Eltern einen Sternenkatalog und begann, mit seiner alten Voodoo-2-Karte unter OpenGL zu experimentieren. Für den frisch immatrikulierten Informatikstudenten stand gerade C++ auf dem Lehrplan, also nahm er dies als willkommene Gelegenheit.

Bei der Darstellung zweier Sterne unterschiedlicher Kategorien stellte er fest, dass der hellere Stern im Vergleich zum dunkleren Stern viel zu hell war, und informierte sich über die Funktionsweise des menschlichen Auges. Dies trieb das Projekt stetig voran.

Ein in vieler Hinsicht mustergültiger Anfang für ein freies Projekt, der sich zur Nachahmung wärmstens empfiehlt: Die Kombination aus aktuellem Anlass sowie Neugier und Geduld des Programmierers bilden die Substanz, aus dem oft gute Programme entstehen.

Umfangreiche Daten

Gegenüber der Vorgängerversion wuchs bei der aktuellen Ausgabe 0.7.0 von Stellarium die Menge der Nutzdaten beachtlich: So umfasst Stellarium Daten über die 120000 Sterne aus dem Hipparcos-Katalog mit Namen und Zusatzinformationen für die helleren Sterne (Abbildung 2). Dabei berechnet das Programm die Planeten sowie deren größere Satelliten in Echtzeit und zeigt die Sterngruppen der 88 Sternbilder mit ihren Namen an. Bilder von mehr als 70 Nebeln sowie eine fotorealistische Milchstraße machen zudem Lust auf Fernreisen.

Um das Gefühl der realistischen Sternenbeobachtung perfekt zu machen, blinken Sterne sowie Sternschnuppen und die Landschaft lässt sich dabei durch eigene Panoramen ersetzen. Außerdem berücksichtigt die Software die physiologischen Besonderheiten des Auges ebenso wie atmosphärische Effekte.

Ausgehend von bescheidenen Anfängen entwickelte sich Stellarium zu einem umfangreichen Projekt. Neben Fabien tun sich Robert Spearman, Johan Meuris und Tony Furr durch besonders viele Beiträge hervor.

Aufblasbare Planetarien

Der Amerikaner Robert Spearman konzentriert sich dabei insbesondere auf die technische Weiterentwicklung: So erlaubt Stellarium das Steuern per Textkonsole und eine volle 180-Grad-Fischaugen-Projektion. Auf dieser Basis gründete Robert eine Firma mit dem Namen Digitalis Education Solutions, Inc. [2], die die Ausrüstung für kleinere Planetarien verkauft. Das Unternehmen kombiniert einen digitalen Projektor auf Basis von Stellarium mit einer aufblasbaren Projektionskuppel und verkauft die Ausrüstung für insgesamt knapp 20000 US-Dollar: Ein interessantes Geschäftsmodell, das hier auf der Basis freier Software entstanden ist.

Johan Meuris steuerte die extrem guten Grafiken der Sternbilder bei und gestaltet nun die Optik des Programms. Dabei arbeitet er mit Tony Furr zusammen, der sich ebenfalls der Arbeit an der grafischen Benutzeroberfläche angenommen hat. Außerdem setzen heute Lehrer rund um die Welt Stellarium – mit oder ohne aufblasbarem Planetarium – im Unterricht ein. Astronomen verwenden die Software zur Vorbereitung ihrer Beobachtungen und zum theoretischen Studium der Sterne.

Stellarium basiert nach wie vor auf C++ und einigen C-Bibliotheken; die Darstellung des Firmaments übernehmen OpenGL-Routinen. Dies erlaubt eine detaillierte Berechnung in Echtzeit, macht den Einsatz jedoch abhängig von einer Hardware-beschleunigten Grafikkarte. Diese arbeiten unter Linux nicht immer wunschgemäß und sind daher im Prinzip eine größere Hürde.

Eine unterstützte Karte vorausgesetzt läuft das Programm jedoch auf allen Unix-artigen Systemen einschließlich Mac OS X und Microsoft Windows, obwohl bei Letzterem die Sprachanpassung noch nicht hundertprozentig abgeschlossen ist. Das Programm steht unter der General Public License (GPL), sie gewährt Sicherheit für die weitere Entwicklung und den langfristigen Einsatz der Software.

Zudem ist Fabien durch seine Berufswahl auf absehbare Zeit an das Projekt gebunden: Hauptberuflich arbeitet er für das Pariser Observatorium am Design des Gaia-Satelliten der ESA, der die umfassendste Sternenkarte aller Zeiten erstellen soll. Wenn sie wie geplant im Jahr 2025 dann fertig ist, finden diese Daten hoffentlich auch in das Programm Stellarium Einzug.

Die Stellarium-Entwickler arbeiten daran, den Himmel auf die Erde zu holen. Mit dem heimischen PC und freier Software ist aber auch der umgekehrte Weg – die Reise zu den Sternen – möglich, wie das nächste Projekt zeigt. Das Programm Celestia [3] stellt wie Stellarium Sterne und Planeten dar, steht als freie Software unter der GPL, ist in C++ geschrieben und ebenfalls plattformunabhängig einsetzbar. Anders als bei Stellarium steht für Celestia allerdings nicht die Erde im Mittelpunkt: Die Weltraumsimulation lässt ihre Benutzer virtuell zu den Sternen reisen, durch die Zeit und in fiktive Welten – inklusive Star Wars und Star Trek (Abbildung 3).

Abbildung 2: Stellarium zeigt mittels hauchdünner Linien, wie Planeten über den Tageshimmel ziehen, und benennt sie dabei entsprechend.

Abbildung 3: Die freie Weltraumsimulation Celestia animiert zu einer Reise durch das Sonnensystem am heimischen Rechner.

Celestia

Chris Laurel kam 2001 die Idee zu einer digitalen Weltraumsimulation, die als freie Software verfügbar sein sollte. Mit einem virtuellen Rundgang sollten Anwender das Universum in drei Dimensionen erleben. Seit der ersten Release haben sich 1600 Menschen im Forum registriert und die Maintainer zählen mehr als 2,2 Millionen Downloads. Heute umfasst das Projekt Mitwirkende aus mehr als 25 Ländern, darunter Grafiker, Programmierer, Astronomen, Astrophysiker, Planetariums-Direktoren, Ingenieure sowie Studenten und Dozenten.

Der Erfolg des Programms ist unter anderem in seiner modularen Struktur begründet. Dank dieses Aufbaus sind Erweiterungen leicht möglich und so existiere mittlerweile eine erhebliche Anzahl. Das Celestia-Handbuch von 2004, das Frank Gregorio verfasst hat, gibt allein die Anzahl der registrierten Addons [4] mit mehr als 500 an, das sind mehr als 4 GByte Daten.

Die Realität setzt dabei keine Grenze: Inzwischen bevölkert neben Borg-Würfeln auch der Todesstern aus der Filmreihe Krieg der Sterne den Weltraum. Natürlich kommt Celestia häufiger im seriöseren Kontext zum Einsatz: Es erlaubt dem Anwender beispielsweise einen kurzen Besuch beim Halleyschen Kometen oder die Simulation der Frühzeit und des Endes unseres Planeten. Für dunkle Winternächte lohnt es sich also, eine 3D-Karte anzuschaffen und genügend Speicherplatz freizuhalten.

Das zuvor besprochene Projekt Stellarium lenkt die Aufmerksamkeit auf ein weiteres interessantes Programm: Hugin hilft beim Erzeugen von Panoramen aus digitalen Bildern.

Hugin

Bislang standen kaum freie Tools zur Verfügung, mit denen sich die Einzelbilder eines Panoramas wieder zu einem Ganzen zusammensetzen lassen. Manche waren entweder komplett unfrei oder hingen aufgrund der gewählten Programmiersprache von unfreien Umgebungen ab, etwa der proprietären Java-Implementation von Sun.

Dank Hugin [5] schließt sich endlich diese Lücke (Abbildung 4). Mit seiner sehr einfachen Benutzeroberfläche ermöglicht es das Programm, die einzelnen Bilder zu laden und per Maus die jeweiligen Markierungen für Übereinstimmungen zu setzen. Ein paar Mausklicks später ist das Panorama fertig gestellt.

Hugin selbst steht als freie Software unter der GPL und ist – Zufall oder nicht – in C++ geschrieben und plattformunabhängig konzipiert, sodass es unter Linux, Mac OS X und Microsoft Windows läuft. Der Hauptautor, Pablo d\’Angelo, hat eine kleien Schar von Mitstreitern um sich versammelt, die eifrig an der Software programmiert.

Das Zusammensetzen der Bilder überlässt Hugin per Voreinstellung einem Werkzeug aus den Panotools, die Helmut Dersch als freie Software herausgegeben hat. Derzeit stehen diese Tools wegen drohender Patentstreitigkeiten jedoch nicht zu Verfügung [6]. Alternativ enthält Hugin das Programm Nona, das Pablo d\’Angelo unter der GPL geschrieben hat und dessen Funktionen sich an das Programm PT-Stitch aus den Panotools anlehnen. Die Software Nona ist momentan noch verfügbar.

Um die Belichtungsunterschiede der verschiedenen Bilder nachträglich anzugleichen, ruft Hugin nach dem Zusammensetzen noch Enblend [7] von Andrew Mihal auf. Dadurch verschwinden die harten Übergänge im fertigen Panorama. Das Leben könnte so einfach und frei sein, aber das Problem mit den Panotools zeigt, dass die Idylle immer wieder in Gefahr ist.

Patentprobleme

Sowohl das Debian-Bugtracking-System als auch das FFII haben die Probleme mit Softwarepatenten [8] bei der Panorama Tools Library ausgemacht. Die Internet Pictures Corporation (IPIX) vertritt die Ansicht, das die Komponente PT-Stitch ihr geistiges Eigentum verletzt und so droht eine Klage.

Da Helmut Dersch weder Zeit noch Geld oder Nerven hat, um sich einem Prozess zu stellen, nahm er das Programm kurzerhand vom Netz. Ein Beispiel für Innovationsblockade durch das Damoklesschwert Patent: Hier zeigt sich, warum es wichtig ist, aktiv Rechtssicherheit für europäische Forscher und Entwickler zu schaffen. Dem Debian-Projekt würde das jedoch nur bedingt helfen: Obwohl die Idee hinter dem Patent beim Anmelden in den USA erwiesenermaßen nicht neu war, ist es momentan noch gültig. Debian will sich ebenfalls nicht dem Risiko eines Prozesses aussetzen.

Dabei ist alles im Moment noch überschaubar: Im Zweifelsfall kommt es zu einem zivilrechtlichen Streit vor Gericht, bei dem zwei Parteien sich einigen oder auch nicht. Jeder Partei bleibt zu jedem Zeitpunkt die Möglichkeit, die Sache fallen zu lassen respektive einzulenken.

IPRED II

Geht es nach der Europäischen Kommission, ändert sich dies demnächst gewaltig: Mit der Direktive zur Einführung von Criminal measures aimed at ensuring the enforcement of intellectual property rights erhält der Streit um Verletzungen von künstlichen Monopolen wie Urheber- und Patentrechten eine strafrechtliche Komponente.

Es handelt sich dabei um den ursprünglich geplanten zweiten Teil der umstrittenen Intellectual Property Rights Enforcement Directive (IPRED). Dieser Teil wurde bei deren Verabschiedung der Direktive weggelassen, weil sie sonst als Ganzes vor dem Europäische Gerichtshof nicht Bestand gehabt hätte.

Getreu den Prinzipien der Salamitaktik trat daher zuerst die IPRED in Kraft. Im folgenden zweiten Schritt geht es nun ausschließlich um eine neue Maßnahme, die mit einer so genannten Council Framework Decision einhergehen soll, da eine einfache Direktive keine Einmischung in das Strafrecht der Mitgliedsländer erlaubt.

Verantwortlich für die IPRED-Direktive zeichnet Janelly Fourtou, Mitglied des Europäischen Parlaments, als Vertreterin der französischen Konservativen und gleichzeitig Frau des französischen Chefs des Medienkonzerns Vivendi-Universal, Jean-Rene Fourtou. Beide setzten sich in der Vergangenheit auf europäischer Ebene und weltweit für ein stark erweitertes Patentrecht ein.

Abbildung 4: Aus vielen mach eins: Das Programm Hugin fügt mittels komplexer Berechnungen die Einzelbilder aus einer Digitalkamera zu einem kompletten Panoramabild zusammen.

Die Ehe der beiden steht sinnbildlich für die Verbindung zwischen den Interessen der Politik und jenen der Industrie: Beide reklamieren für sich den Schutz des geistigen Eigentums und schrecken dabei nicht davor zurück, Teile der Bevölkerung zu kriminalisieren.

Das persönliche Risiko für den Einzelnen erhöht sich. Immer weniger Menschen wagen es, vermutlich unwirksame Softwarepatente zu ignorieren, wenn bei einer Niederlage im Verfahren heute eine Strafe droht. Gleichzeitig fördert es die Tendenz vieler Internetprovider und Distributoren, in vorauseilendem Gehorsam auf Software zu verzichten, die problematisch sein könnte.

Die Free Software Foundation Europe (FSFE) setzt sich auch gegen diese Direktive ein und braucht dafür jede mögliche Unterstützung – nur eine starke Gemeinschaft kann diesen Entwicklungen Einhalt gebieten. (agr)