Fig. 1. Ilustrasi Time Warp (sumber: https://vr-maniacs.com/entry/asynchronous-timewarp/)

Pengalaman VR yang nyaman sangat bergantung pada seberapa cepat visual menyesuaikan diri dengan gerakan pengguna. Sedikit saja keterlambatan, sensasinya bisa terasa aneh atau kurang stabil. Untuk menanggulangi hal ini, ada sebuah teknik pada VR yang dinamakan time warping.

Get to know: Time Warp

Secara ringkas, time-warp adalah teknik reprojection yang menunda (atau ‘membengkokkan’) gambar yang sudah dirender untuk mengkompensasi keterlambatan rendering agar selaras dengan pose kepala terbaru pada saat tampil ke layar. Tujuannya menurunkan motion-to-photon (MTP) latency (total delay antara gerakan fisik pengguna dan saat gerakan tersebut tercermin secara visual di layar) yang dirasakan pengguna tanpa harus merender ulang frame penuh setiap kali pose berubah. Teknik ini penting karena VR sangat sensitif terhadap latency. Jika gerakan kepala tidak langsung diikuti oleh visual yang sesuai, pengguna bisa mengalami motion sickness, disorientasi, atau sensasi tidak natural.

Fig. 2. Alur Rendering dengan Time Warp (J. M. P. van Waveren., 2016)

Common Types

  • Asynchronous Timewarp (ATW)

Dipopulerkan oleh Oculus, teknik ini menangani rotasi kepala dengan cepat di tahap komposisi akhir, yaitu dengan mengambil last rendered frame dan mem-warp (reproject) berdasarkan data rotasi kepala yang lebih baru ketika frame tersebut hendak ditampilkan. Karakteristik utama dari teknik ini adalah kemampuannya untuk bekerja asynchronous (di luar pipeline render utama), berfokus pada rotational correction (yaw/pitch/roll), dan mengurangi efek judder saat framerate turun.

  • Positional Timewarp (PTW)

Merupakan perkembangan dari ATW yang juga memperhitungkan perpindahan posisi (translasi), bukan hanya rotasi; lebih kompleks karena butuh informasi kedalaman / z-buffer agar reprojection terlihat benar.

  • Asynchronous Spacewarp (ASW)

Versi lebih canggih dari ATW, ASW bukan hanya mem-warp satu frame, tetapi menginterpolasi frame tambahan saat framerate turun ke setengah refresh rate (mis. dari 90 ke 45FPS) dengan menggunakan gerakan sebelumnya dan vektor gerak (motion vectors dan depth information) untuk menghasilkan ‘frame menengah’ sehingga terasa halus tanpa render penuh. Teknik ini juga dapat digunakan untuk mengurangi ‘smearing’ dan distorsi pada objek bergerak. Varian modern (ASW 2.0 / SpaceWarp dengan PTW) menggabungkan reprojection posisi untuk hasil lebih akurat.

  • Motion Vector-based Reprojection

Digunakan oleh Meta Quest, PSVR, SteamVR, teknik ini memanfaatkan motion estimation per-pixel untuk membuat frame reprojection menjadi lebih akurat pada gerakan translasi, bukan hanya rotasi.

 

Why important?

Time-warp memungkinkan pengalaman VR yang terasa lebih responsif tanpa memaksa aplikasi selalu men-target frame rendering penuh pada refresh tinggi. Ini mengurangi judder dan membantu menekan rasa mual/cybersickness yang dapat timbul akibat tingginya perceived latency, sekaligus memberi headroom performa pada GPU/CPU. Studi dan survei menempatkan teknik reprojection sebagai bagian kunci dari strategi kompensasi latensi.

 

Kelemahan

  • Teknik yang hanya mengandalkan rotasi dapat gagal bila terjadi translasi signifikan atau ketika objek bergerak cepat, yang menciptakan robek-robek geometri, stretching, atau ghosting
  • Reprojection hanya menebak letak objek yang bergerak relatif terhadap kamera. Ketika tebakan salah, muncul artefak visual (mis. tepi yang ‘melompat’)
  • Beberapa implementasi reprojection (terutama yang mensintesis frame) bisa menambah latency absolut dibanding render native, sehingga perlu trade-off hati-hati antara kelancaran dan end-to-end

 

Conclusion

Time-warp adalah alat krusial di toolkit VR modern yang berfungsi untuk menurunkan pengaruh latensi terhadap kenyamanan pengguna dan memberi fleksibilitas performa. Namun teknologi ini masih memiliki beberapa batasan, terutama pada gerakan translasi, objek dinamis, dan artefak visual. Perkembangan sekarang menggabungkan depth, motion vectors, foveation, dan pembelajaran mesin untuk memperbaiki kualitas sintesis frame dan memperluas efek positifnya.

 

Penulis

Felicia Natania Lingga, S.Kom. — FDP Scholar

 

Referensi

Motion-to-Photon Latency. Unity Glossary Term. Retrieved from: https://unity.com/glossary/motion-to-photon-latency on 22 November 2025.

  1. M. P. van Waveren. 2016. The asynchronous time warp for virtual reality on consumer hardware. In Proceedings of the 22nd ACM Conference on Virtual Reality Software and Technology (VRST ’16). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 37–46. https://doi.org/10.1145/2993369.2993375

Reed, N., Beeler, D. VR Direct: How NVIDIA Technology Is Improving the VR Experience. https://developer.download.nvidia.com/assets/events/GDC15/GEFORCE/VR_Direct_GDC_2015.pdf?

Barnes, R. M. 2017. A Positional Timewarp Accelerator for Mobile Virtual Reality Devices. Master’s thesis, University of California. https://escholarship.org/content/qt96r870gs/ qt96r870gs_noSplash_4abbeba6bd4266514b1d56cbdd9dc5d7.pdf

Aksoy, V. Beeler, D. 2019, Aug 10. Developer Guide to ASW 2.0. Meta Horizon. Retrieved from: https://developers.meta.com/horizon/blog/developer-guide-to-asw-20/ on 24 November 2025.