你在显示器上看到的图像是由称为像素的小点组成的。在最常见的分辨率设置下，一个屏幕显示超过一百万个像素，计算机必须决定如何处理每一个像素，以创建一个图像。要做到这一点，它需要一个翻译器--从CPU获取二进制数据并将其转化为你能看到的图片。除非计算机的主板上内置有图形功能，否则这种转换是在显卡上进行的。
显卡的工作很复杂，但其原理和组件很容易理解。在这篇文章中，我们将看一下显卡的基本部件和它们的作用。我们还将研究共同作用于一个快速、高效的显卡的因素。
把计算机想象成一个拥有自己艺术部门的公司。当公司里的人想要一件艺术品时，他们会向艺术部门发出请求。艺术部门决定如何创建图像，然后把它放在纸上。最终的结果是，某人的想法变成了一张实际的、可查看的图片。
显卡的工作原理与此相同。CPU与软件应用程序一起工作，将有关图像的信息发送给显卡。显卡决定如何使用屏幕上的像素来创建图像。然后，它通过电缆将该信息发送到显示器上。
用二进制数据创建图像是一个苛刻的过程。为了制作一个三维图像，显卡首先用直线创建一个线框。然后，它对图像进行光栅化处理(填入剩余的像素)。它还会添加照明、纹理和颜色。对于快节奏的游戏，计算机每秒要经历大约60次这样的过程。如果没有显卡来进行必要的计算，工作量会让电脑无法承受。
显卡通过四个主要部件来完成这一任务：
- 一个处理器，决定如何处理屏幕上的每个像素点
- 存储器，用于保存每个像素的信息，并临时存储完成的图片
- 一个显示器连接，以便你可以看到最终的结果
- 接下来，我们将更详细地了解一下处理器和内存。
像主板一样，显卡是一块印刷电路板，里面有一个处理器和内存。它还有一个输入/输出系统(BIOS)芯片，它存储了卡的设置并在启动时对内存、输入和输出进行诊断。显卡的处理器，称为图形处理单元(GPU)，与计算机的CPU类似。然而，GPU是专门为执行复杂的数学和几何计算而设计的，这些计算是图形渲染所必需的。一些最快的GPU的晶体管比一般的CPU还要多。GPU会产生大量的热量，因此它通常位于散热器或风扇之下。
除了处理能力外，GPU还使用特殊的程序来帮助它分析和使用数据。ATI和nVidia生产了市场上绝大多数的GPU，这两家公司都为GPU的性能开发了各自的增强功能。为了提高图像质量，处理器使用：
- 全场景抗锯齿(FSAA)，使三维物体的边缘平滑化
- 各向异性过滤(AF)，使图像看起来更清晰。
每家公司还开发了特定的技术来帮助GPU应用颜色、阴影、纹理和图案。
当GPU创建图像时，它需要一个地方来保存信息和完成图片。为此，它使用卡的RAM，存储每个像素的数据，其颜色和它在屏幕上的位置。部分RAM还可以充当帧缓冲器，这意味着它可以保存已完成的图像，直到显示它们的时间。通常情况下，视频RAM以非常高的速度运行，并且是双端口的，这意味着系统可以同时从它那里读取和写入它。
RAM直接连接到数模转换器，称为DAC。这个转换器，也叫RAMDAC，将图像转化为显示器可以使用的模拟信号。有些卡有多个RAMDAC，这可以提高性能并支持一个以上的显示器。你可以在《模拟和数字记录的工作原理》中了解更多关于这一过程的信息。
RAMDAC通过电缆将最终的图像发送到显示器上。我们将在下一节中研究这种连接和其他接口。
自从IBM在1981年推出第一个图形卡以来，图形卡已经有了长足的发展。该卡被称为单色显示适配器(MDA)，在黑色屏幕上提供绿色或白色文本的纯文本显示。现在，新视频卡的最低标准是视频图形阵列(VGA)，它允许256种颜色。有了像量子扩展图形阵列(QXGA)这样的高性能标准，显卡可以显示数百万种颜色，分辨率高达2040 x 1536像素。
