Сердцем видеокарты является графический процессор. Эта система работает так же, как процессор, то есть CPU, но оборудован рядом специализированных функций.
Между компьютерной программой и видеокартой посредником выступает программа управления. Для платформы Windows посредником является DirectX, поддерживающий рендеринг графики, двух - и трехмерной. Предоставленная им информация переводится в форму, понятную для видеокарты. Этим занимается драйвер графики. Очень важно для получения качественного изображения подобрать оптимальный вариант видеокарты.
Первым шагом для получения качественного изображения является проведение предварительного расчета, выполняемый процессором, который распознает тип данных (векторов, изображения, кодов программы) и готовит их для дальнейшей обработки. На следующем этапе строится изображение на экране. Оно состоит из трехмерных тел, каждая из которых состоит из треугольников. Чем их больше, тем точнее отображается форма изображения. Так за предварительное построенние изображение отвечают шейдеры.
В зависимости от желаемого результата это может быть и Pixel Shader ,отвечающий за изменение поверхности и цвета объектов, учитывая при этом освещение, отражения и тени. Vertex Shader, в свою очередь, рассчитывает положение объекта заботясь, кстати, о правильном освещение, а Geometry Shader заботится о правильном отображении геометрии в зависимости от того, как объект движется, и как далеко от камеры находится. Pixel Shader и Vertex Shader придают также объектам тонкие структуры, увеличивающие реалистичность отображаемой графики, такие как, например, мелкие заломы, наряд, созданных ранее персонажей.
На точно построенный объект накладываются текстуры. Отвечает за это специальный блок. После завершения отображения текстур, изображение отправляется в процессор растровых операций, где изображение будет увеличено до заданного разрешения. Созданное таким образом изображение попадает в буфер, а оттуда, после соответствующей обработки – прямо на экран. Этот процесс повторяется для каждого кадра изображения. Это требует огромных затрат вычислительных ресурсов.
В последних поколениях видеокарт Vertex Shader, Pixel Shader и Geometry Shader были выделены отдельными вычислительными блоками. В текущих поколениях GPU применяется немного другое решение.