1. Đồ hoạ 3D làm việc như thế nào ? 

Hình ảnh được xuất hiện có chiều cao , chiều rộng và chiều sâu gọi là 3 chiều – 3D (three-dimensional) . Hình ảnh mà chỉ có chiều cao , chiều rộng mà không có chiều sâu , gọi là 2 chiều – 2D (two-dimensional) . Nhiều hình ảnh chỉ cần 2 D , ví dụ như một số biểu tượng mang tính quốc tế như : WC , ... Những biểu tượng này chúng ta chỉ cần nhìn liếc mắt là nhận ra . Đó là tại sao chúng chỉ cần những hình tượng cơ bản . Thêm những thông tin vào biểu tượng như quần áo để phân biệt đàn ông hoặc đàn bà ...

Một điều khác nhau giữa hình ảnh 2D và 3D ở chỗ , những hình ảnh 2D dùng cho những hình ảnh mang những thông tin đơn giản và nhanh chóng , những hình 3D phức tạp hơn và chứa đựng nhiều thông tin hơn .

Chúng ta hãy nhìn những tam giác trên . Mỗi một tam giác có 03 cạnh và 03 góc . Bên tay phải là hình chóp - cấu trúc 3D gồm 04 mặt là hình tam giác . Chú ý rằng nó có 05 đường và 06 góc để cho biết đó là hình chóp - gần gấp hai lần những thông tin yêu cầu của hình tam giác . 

Hàng trăm năm trước những hoạ sĩ đã biết một mẹo nhỏ mà có thể làm trên mặt phẳng , vẽ hình 2D nhìn như hình ảnh trong thế giới 3D . Chúng ta có thể xem như thế trong bức ảnh mà có thể quét và xem trên màn hình máy vi tính . Những vật thể nhỏ hơn khi chúng xa hơn , khi vật thể tới gần Camera thì nó nổi bật lên , vật thể ở xa thì mờ nhạt , màu sắc ít rực rỡ khi chúng càng xa . Khi chúng ta  nói hình ảnh 3D trên máy vi tính ngày nay chúng ta nói không còn nói về những bức ảnh và nói về những hình ảnh chuyển động .

Nếu làm hình ảnh 2D thành hình ảnh 3D yêu cầu thêm nhiều thông tin , sau đó thành 3D ở dạng bức vẽ sau đó tới những hình ảnh và yêu cầu trông như thật . Chúng ta mong muốn cao độ mọi thứ nhìn trông như thật . Vào giữa những năm 1970 trò chơi Pong gây ấn tượng với chúng ta trên màn hình đồ hoạ . Ngày nay khi so sánh màn hình Game tới những phim DVD và muốn những trò chơi cho những chi tiết hình ảnh được mượt mà như là chúng ta xem trên rạp chiếu phim .  

Ngày nay những Games hoặc phim ảnh làm bằng những hình ảnh trên máy vi tính có 03 bước chính để tạo nên cảnh 3D thực : 

·        Tạo thế giới 3D ảo .

·        Xác định những phần nào của thế giới đó được trình diễn trên màn hình .

·        Xác định những Pixel trên màn hình sẽ nhìn thấy mà được xuất hiện như thế nào để trên hình ảnh xuất hiện như thật . 

2. Tạo thế giới 3D ảo  

Thế giới ảo không tương tự như một bức tranh của thế giới . Thế giới thực của chúng ta cũng đúng như vậy . Từ điều nhỏ nhất của thế giới thực – tay của chúng ta và cái mặt bàn dưới nó . Tay chúng ta  xác định nó có thể chuyển dộng như thế nào , có thể nhìn nó như thé nào . Ngón tay cong hướng vào lòng bàn tay và không thể bỏ nó đi được . Nếu bạn đập tay xuống bàn , cái bàn không thể bắn toé lên được – nó là một khối và nó thường rắn . Tay của bạn không qua khỏi cái bàn . Bạn không thể chứng minh tất cả những điều như thế trong một bức tranh duy nhất . Nhưng không có vần đề gì chúng ta cần bao nhiêu bức tranh để xem ngón tay cong lên hướng vào lòng bàn tay , và mặt bàn là một khối , không phải chất lỏng , cứng mà không mềm . Đó chính là tất cả trong thế giới thực , đó là những cách mà tay chúng ta thường như vậy . 

 Vật thể trong thế giới 3D ảo  không tồn tại trong tự nhiên , như tay của bạn . Chúng hoàn toàn là nhân tạo . Chúng được tạo ra bởi phần mềm . Những người lập trình phải dùng những công cụ đặc biệt để tạo nên hình ảnh , môi trường 3D ảo . 

3. Phần nào trong thế giới ảo được trình diễn trên màn hình ? 

Bất kỳ lúc nào , màn hình chỉ trình diễn một phần nhỏ của thế giới 3D ảo được tạo bởi trò chơi vi tính . Nó sẽ trình diễn những gì được xác định bởi sự kết hợp mà thế giới thực vạch rõ mà ở đó bạn chọn đi đâu và chọn cách nhìn nó như thế nào . . Ở đó khi bạn đi tiến lên , lùi xuống , nhảy lên , nhảy xuống , hoặc rẽ trái , rẽ phải - thế giới ảo xung quanh bạn  xác định bạn lúc đó nhìn thấy gì tại những hướng nhìn trực tiếp . Những gì mà bạn nhìn thấy sẽ tạo nên những cảnh nối tiếp nhau . Nếu bạn tìm kiếm một vật có cùng khoảng cách , mà không chú ý tới hướng , nó nhìn lúc đó có cùng một chiều cao .

Những người lập trình để viết trò chơi máy tính đặt nhiều hiệu ứng được định nghĩa trong thế giới 3D do đó bạn có thể đi mọi chỗ trong Game mà bạn không thể nghĩ rằng “ Điều đó không xảy ra trong thế giới này “ .           

 Nói tóm lại trong phần này người ta chỉ xác định xem trong những cảnh thì có những phần nào sẽ thay đổi để lập trình một cách chính xác theo hướng đi , theo góc nhìn tương ứng . 

4. Làm như thế nào để nhìn nó như trong thế giới thực 

            Máy tính của chúng ta có thể mô tả thế giới bằng cách thể hiển những Pixel trên màn hình 2D . Trong phần này chúng ta sẽ tập trung xem làm như thế nào để trên màn hình hiển thị nhìn như trong thế giới thực . Đầu tiên chúng ta xem khi nhìn một vật thể không chuyển động được làm như thật như thế nào . Cuối cùng chúng ta sẽ xem máy tính thể hiện toàn bộ những hình ảnh chuyển động trên màn hình như thế nào với tốc độ thực tế . Những thông tin quan trọng của vật thể bao gồm : Hình dạng , Kết cấu bề mặt , Ánh sáng , Phối cảnh ( theo kiểu xa gần ) , Mức độ quan sát và Anti-aliasing. 

Hình dạng 

Khi nhìn ra cửa sổ , chúng ta sẽ nhìn thấy những cảnh được làm bởi tất cả các kiểu hình dạng với những đường thẳng , đường cong với nhiều kích thước khác nhau với những sự kết hợp khác nhau . Tương tự như thế khi nhìn ảnh đồ hoạ 3D trên màn hình máy tính , chúng ta sẽ nhìn thấy những hình ảnh được tạo bởi sự đa dạng của hình ảnh , mặc dù hầu hết chúng được tạo bởi những đường thẳng . Những hình vuông , hình chữ nhật , hình chữ nhật , đường tròn , hình thoi , nhưng hầu hết chúng ta nhìn thấy những hình tam giác . Do vậy để tạo hình ảnh nhìn được mượt mà và trung thực như trong tự nhiên , một vài hình ảnh trong chúng rất nhỏ và đó là những hình phức tạp , người ta tạo hàng nghìn hình dạng đặt lại cùng với nhau thành một cấu trúc gọi là Cấu trúc dây ( Wireframe ) .

Trong phần này cấu trúc có thể được nhận dạng của vật thể cần được tạo ra nhưng bước chính tiếp theo vô cùng quan trọng là Cấu trúc dây ( Wireframe ) được xử lí bề mặt  

Hình minh hoạ Wireframe trên cho thấy làm một bàn tay cần 862 hình đa giác 

Wireframe trên cho hình ảnh gần giống như thực nhưng cần nhiều hình đa giác hơn , 3444 hình . 

            Kết cấu bề mặt 

Khi nhìn bề ngoài một vật thể trong thế giới thực , chúng ta có thể nhận thông tin với hai điểm chính  : Chúng ta có thể nhìn vào nó từ một vài góc nhìn khác nhau và chúng ta có thể chạm vào để biết nó mềm hay cứng .

Trong đồ hoạ hình ảnh 3D , chúng ta có thể nhìn bề ngoài để nhận những thông tin có thể được . Những thông tin đó có thể gói gọn theo 03 vấn đề

·        Màu sắc : Nó là màu gì ? Nó có cùng tất cả một màu trên bề mặt không ?

·        Bố cục kết cấu : Làm nó trông trơn , mượt hoặc làm nó thành những đường thẳng , vết lồi , vết lõm hoặc do tính không đồng đều của bề mặt .

·        Hệ số phản xạ : Nó phản xạ ánh sáng như thế nào ? Những sự phản xạ của những phần khác trên bề mặt được rõ ràng hay mờ nhạt ? 

Một cách để làm cho hình ảnh trông như thật là sự đa dạng của 03 đặc điểm trên trên những phần khác nhau của hình ảnh . Hãy nhìn xung quanh bạn : Bàn phím máy tính có Màu sắc / Bố cục kết cấu / Hệ số phản xạ khác với mặt bàn , nó cũng khác với cánh tay của bạn .           

Để cho màu sắc được thật máy tính có thể chọn hàng triệu màu khác nhau cho những Pixel để làm nên hình ảnh .           

Sự đa dạng của kết cấu dựa trên những phương pháp toán học cho bề mặt từ những loại da khác nhau cho đến những chất lỏng khác nhau được lưu trữ thành cơ sỏ dữ liệu “ sơ đồ kết cấu bề mặt “ để cung cấp chính xác bề mặt được dùng .           

            Chúng ta cũng kết hợp những đặc tính mà có thể không trông thấy như : mềm , cứng , ấm , lạnh mà liên quan đến sự kết hợp với Màu sắc , Bố cục kết cấu và Hệ số phản xạ . Nếu một trong chúng bị sai thì có thể dẫn tới sự minh hoạ giống như thực bị sai . 

 Thêm xử lí bề mặt vào Wireframe để bắt đầu thay đổi hình ảnh từ một phép toán nào đó tới bức hình và chúng ta có thể nhận ra bàn tay . 

Ánh sáng  

Khi đi vào một phòng , bạn bật điện . Bạn không cần mất nhiều thời gian để nghĩ về ánh sáng từ bóng đèn toả ra toàn bộ phòng . Nhưng người làm đồ hoạ 3D lại phải nghĩ về điều đó , bởi vì tất cả những bề mặt bao quanh những Wireframe phải chiếu sáng như thế nào .

Một kỹ thuật gọi là Ray-tracing ( Theo vết tia sáng ) , những phần nhỏ mà tia sáng toả ra từ bóng đèn , toả ra từ gương , trên những bức tường và những bề mặt phản xạ khác và cuối cùng là trên mặt đất với những cường độ sáng khác nhau từ những góc nhìn khác nhau được sử dụng . Những tia sáng từ một bóng đèn duy nhất đã vô cùng phức tạp , nhưng lại có nhiều nguồn sáng khác nhau như : đèn bàn , nến , cửa sổ ....

Ánh sáng chiếm vai trò quan trọng trong hai hiệu ứng liên qua đến vật thể đó là : Độ bóng ( Shading ) và Độ tối ( Shadow ).

Đầu tiên phải nói tới Độ bóng , đó là khi ánh sáng chiếu một vật thể mạnh hơn ở một bên sườn so với một bên khác . Nhờ vào Độ bóng làm cho quả bóng nhìn được thành hình tròn , gò má cao hay thấp . Sự khác nhau về cường độ sáng khi chiếu vào vật thể cho cảm giác hình ảnh có độ sâu cũng như chiều cao và độ rộng .

Thứ hai phải nói tới sự minh hoạ của hình ảnh chính là Độ tối . Mỗi một vật thể liền một khối sẽ cho một khoảng tối phía sau khi ánh sáng chiếu vào . Chúng ta có thể nhìn thấy bóng cây , bóng người khi có ánh sáng chiếu vào  ở đằng sau vật thể để tạo thành một khoảng tối . 

 Ánh sáng chiếu trong hình ảnh không chỉ thêm vào chiều sâu của vật thể thông qua Độ bóng , nó còn tạo nên một hình bóng của bàn tay phía sau nhờ vào Độ tối của vật thể . Khi chúng ta nhìn vật thể trong thế giới thực thì sẽ bóng nó đổ cùng với hình ảnh của nó , do đó với những hình bóng trong ảnh 3D tăng cường mô tả hình ảnh của nó giống như thật hơn là chỉ có những hình dạng hình học toán học thông thường  

Phối cảnh   

Phối cảnh cũng là một điều đáng quan tâm trong kỹ thuật âm thanh nhưng ở đây chúng ta chỉ nói tới những hiệu ứng đơn giản khi nhìn vào một vật thể . Nếu bạn đứng trên một con đường thẳng và dài và nhìn nó ra xa , hai bên đường sẽ chạy đi xa và tới một điểm ở đường chân trời .

Cũng tương tự như vậy một cái cây đứng cạnh đường  , những cây to ở xa sẽ nhìn thấy nhỏ hơn những cây nhỏ đứng gần bạn . Một vấn đề cũng trong thực tế những cây được nhìn hình như được hội tụ tại một điểm bên cạnh đường . Khi đó tất cả mọi vật thể trong một khung cảnh cũng cuối cùng sẽ nhìn thành một điểm ở cự li xa , đó chính là Phối cảnh ( độ xa gần ) . Có nhiều phương án phương án khác nhau , nhưng hầu hết hình ảnh 3D dùng “ Phối cảnh một điểm “ như vừa mô tả trên . 

 Cho những cảnh này phần mềm không chỉ tính tới những vấn đề liên quan đến kích thước mà nó còn phải tính biết xem những vật cần tính toán phía trước như thế nào và có bao nhiêu vật thể khác ẩn chứa phía sau . Kỹ thuật chung hay được dùng để tính toán yếu tố đó gọi là Z-Buffer .

Z-Buffer gán mỗi hình đa giác là một số cơ bản và kèm theo vật thể có chứa những đa giác tới phía trước của một cảnh nào đó.

Nói chung , những số thấp hơn được gán cho những phần gần màn hình , những số cao hơn được gán cho những phần đi ra phía chân trời  

  Ví dụ Z-Buffer 16-bit có thể gán số -32768 cho những vật thể tới sát màn hình và giá trị 32768 tới những vật thể ra xa màn hình nhất . 

Trong thế giới thực mắt chúng ta không thể nhìn thấy những vật thể sau lưng những vật thể khác , do đó không cần thiết tạo những hình phía sau những hình khác . Nhưng trên mặt màn hình có vấn đề ở chỗ là giải quyết nó liên tục trên một đường thẳng đơn giản . Mỗi một vật thể được tạo ra , giá trị Z của nó được so sánh tới những vật thế khác cùng chiếm cùng toạ độ x,y . Vật thể có giá trị Z nhỏ nhất được thể hiện đầy đủ , trong khi những vật thể có giá trị cao nhất không được thể hiện tại những vị trí giao cắt . Kết quả chắc chắn rằng , chúng ta không nhìn thấy những phần nền xuất hiện xuyên suốt giữa những vị trí nổi lên trên . Như vậy Z-Buffer được tính trước khi vật thể được diễn tả đầy đủ , những đoạn trong bối cảnh mà ẩn đằng sau những vật thể không được thể hiện . Điều này mang lại tăng tốc hiệu suất tính toán đồ hoạ . 

            Độ sâu  

            Một tác động thị giác khác được dùng một cách hiệu quả để tạo nên hình ảnh 3-D đó là Độ sâu . Ví dụ có 03 cái cây bên cạnh đường , theo đường thẳng những cái cây sẽ nhỏ dần một vấn đề đáng quan tâm xảy ra . Nếu bạn nhìn vào những cái cây ở gần bạn sẽ rõ hơn những cái cây ở xa bạn . Và điều này đặc biệt đúng khi bạn nhìn vào bức ảnh hoặc phim về những cái cây . Những nhà làm phim và những nhà làm hình ảnh 3D trên máy tính dùng hiệu ứng độ sâu của bức hình với 02 mục đích . 

• Đầu tiên là củng cố ảo ảnh về độ sâu của cảnh .
• Thứ hai dùng độ sâu của ảnh để tập trung sự chú ý của chúng ta vào những cảnh mà được cảm thấy thực sự quan trọng .

                        Anti-aliasing 

            Kỹ thuật cũng được nhờ cậy để đánh lừa mắt là Anti-aliasing . Hệ thống đồ hoạ số rất tốt khi tạo ra những đường thẳng như thẳng lên trên , thẳng xuống dưới . Nhưng khi những đường cong hoặc đường chéo được thể hiện ( chúng được thể hiện rất đẹp đối với thế giới thực ) , máy tính lại phải làm những bước đường kẻ kiểu bậc thang để thay thế những đường cong mềm mại . Do đó để đánh lừa mắt của chúng ta khi nhìn vào những đường cong mềm mại máy tính có thể thêm vào những đường bóng và màu sắc vào đường kẻ tới những Pixel bao quanh đường kẻ này . Những Pixel màu xám sẽ đánh lừa mắt của chúng ta không nghĩ rằng đó là những đường bậc thang lởm chởm . Quá trình thêm những màu sắc  vào những Pixel thêm vào để đánh lừa mắt gọi là “ Anti-aliasing “ và nó là một kỹ thuật đi kèm theo những công cụ để tạo nên những hình ảnh 3D. 

            Bên cạnh đó những đường khi chuyển động qua những vùng với những màu sắc khác nhau thì thêm vào một kỹ thuật gọi là “Anti-jaggy” màu sắc ( chống răng cưa ) , nó cũng là công việc phức tạp mà máy tính phải điều khiển đẻ tạo nên những hình 3D chuyển động .

5. Làm những hình ảnh 3D chuyển động 

            Những phần trước chúng ta mới đề cập hình ảnh máy tính trông như thế nào để tương tự như thế giới thực . Nhưng vẫn còn nhiều vấn đề phải bàn khi những hình ảnh này sống động hơn đó là lúc chúng chuyển động như trong tự nhiên . 

                        Bao nhiêu hình ảnh trong một giây  

            Khi chúng ta đi xem phim trong rạp chiếu phim những hình ảnh sẽ được chạy liên tục trước mắt chúng ta với tốc độ 24 hình / giây . Khi đó võng mạc sẽ lưu giữ một hình ảnh trong thời gian 1/24 giây , hầu hết mắt người sẽ pha trộn những hình ảnh này thành một và những hình ảnh liên tục sẽ tạo nên những chuyển động liên tục. 

            Nếu bạn nghĩ vấn đề trên theo một hướng khác , đó là mỗi khung hình của một cảnh vật chuyển động là một bức hình được thể hiện với 1/24 giây , mà lâu hơn thời gian dừng hình của hoạt động , như những người chạy và những vật thể khác chuyển động không cùng tốc độ sẽ tạo nên hình ảnh bị mờ . Hiện tượng mờ này là do những vật thể chạy tốc độ nhanh hơn tốc độ vật thể bạn đang nhìn thấy , và đó cũng là một phần để tạo nên hình ảnh như thật khi chúng ta nhìn lên màn hình máy vi tính .

             Hình ảnh 3D không phải là bức hình nên không xảy ra hiện tượng mờ như  đã mô tả trên khi những vật thể chuyển động cùng với khung hình . Để làm hình ảnh chuyển động nhìn như thật thì người lập trình phải thêm kỹ thuật mờ để tăng thêm hiệu ứng trong hình ảnh . Vài người thiết kế cảm giác những hình ảnh trong tự nhiên lên hiệu ứng mờ phải nhiều hơn 30 hình / giây và họ đưa trong những trò chơi lên tốc độ 60 hình / giây . Việc tăng lên như thế làm cho việc tái tạo hình ảnh có số lượng tăng đột biến Ví dụ một cảnh đuổi bắt có thời gian 6.6 phút , hình ảnh chuyển động yêu cầu : 24 ( hình/giây ) x 60 ( giây ) x 6.5 ( phút ) = 9360 khung hình cho đuổi bắt . Trong hình ảnh 3D với tốc độ 60 hình/giây sẽ yêu cầu 60 x 60 x 6.5 = 23400 khung hình  

                        Tạo những hình ảnh mờ 

            Những người lập trình tạo nên những hình ảnh mờ để tăng độ giống như thất đối với những hình ảnh chuyển động gọi là “Motion Blur “ hoặc “ Spatial Anti-Aliasing” . Nếu bạn đã từng dùng chuột trong Windows với đặc điểm “Mouse trails” thì đó chính là một kiểu thô thiển của kỹ thuật này . Copy những hình ảnh chuyển động đã di chuyển đằng sau gót của nó ... có nhiều cách để người lập trình làm nên một hình ảnh chuyển động trông như thật . 

            Có những phần khác của hình ảnh mà ở đó được tái tạo chính xác phải bị mất đi với mục đích tạo nên hình ảnh như thật . Những sự phản chiếu là một ví dụ . Bạn nhìn vào hình ảnh của những ô tô phủ Chrome và tàu vũ trụ là phản chiều tốt nhất mọi thứ trong một cảnh . Trong khi những hình ảnh phủ Chrome là một ví dụ tốt nhất của đường đi tia sáng . Những đồ vật gỗ , nền nhà đá hoa và những kim loại bóng láng phản chiếu tất cả hình ảnh mặc dù hoàn toàn không được như trong gương. Những vật thể khác nhau thì độ phản chiếu khác nhau và tạo nên những bóng mờ khác nhau . 

6. Những cử động hay thay đổi là một công việc nặng nhọc đối với máy tính 

            Tất cả những nhân tố mà chúng ta vừa đề cập ở trên làm cho quá trình đưa các hình ảnh 3D lên màn hình càng trở nên phức tạp . Nó càng trở nên khó khăn để tạo nên vật thể trong chỗ đầu tiên , và nó càng khó khăn để tái tạo ra những Pixel để thể hiện hình ảnh trên màn hình . Những hình tam giác và những hình đa giác của khung dây hình ảnh , kết cấu bề mặt và những tia sáng từ các nguồn sáng khác nhau và được phản xạ trên nhiều bề mặt khác nhau phải được tính toán và lắp ghép trước khi phần mềm bắt đầu nói cho máy tính làm thế nào để vẽ những Pixel lên màn hình . Chúng ta có thể nghĩ rằng những công việc tính toán nặng nề khi bắt đầu thể hiện trên màn hình nhưng điều đó hoàn toàn không phải , mà chúng được tính toán từ trước đó một cách liên tục không ngừng nghỉ . 

            Ngày nay màn hình thông thường có độ phân giải 1024 x 768 là thấp nhất , điều đó có nghĩa là 786.423 thành phần của hình ảnh hoặc Pixel để vẽ nên bức hình . Nếu có 32-bit màu thì nhân với 32 tức là có 25.165.824 bit để làm nên một hình ảnh . Với tốc độ 60 hình / giây thì yêu cầu máy tính tính toán 1.509.949.440 bit / giây thông tin cho 1 giây hình ảnh xuất hiện trên màn hình . Bên cạnh đó những công việc chưa bàn đến để đưa những hiệu ứng tạo nên hình ảnh như thật như : màu sắc , hình dạng , ánh sáng  ... 

            Đó cũng chính là nguyên nhân tại sao GPU lại cần can thiệp nhiều công việc đến như  vậy trong Card màn hình hơn là từ bộ vi xử lí ( CPU ) trên Mainboard  . 

7 . Card màn hình làm gì  

            Ngay từ những ngày đầu tiên của máy vi tính , hầu hết Card màn hình làm nhiệm vụ là bộ chuyển đổi , những hình ảnh được tạo bởi bộ vi xử lí CPU thực hiện và chuyển đổi thành những tín hiệu điện để hiển thị trên màn hình . Để làm được việc này hầu hết những hình ảnh được CPU xử lí cùng với những hiệu ứng âm thanh , tín hiệu đầu vào ( đối với Game ) và những ngắt hệ thống . Bộ vi xử lí của máy tính phải thực hiện mọi công việc để tạo nên những hình ảnh 3D , âm thanh nổi .... điều này sẽ trở nên quá tải đối với những hệ thống thậm trí có bộ vi xử lí tốc độ nhanh nhất và nó không thể phục vụ những yêu cầu như vậy trong thời gian thực . Để giải quyết được điều này bộ vi xử lí đồ hoạ , GPU , sẽ tham gia vào công việc tạo nên những hình ảnh và những hiệu ứng 3D . GPU chia sẻ nhiệm vụ với CPU để tạo ra những hình ảnh động với những tốc độ chấp nhận được . 

            Như chúng ta đã xem , bước đầu tiên để tạo hình ảnh số 3D là tạo ra hình ảnh với cấu trúc dây ( Wireframe ) từ những hình tam giác và đa giác . Với những Wireframe được chuyển từ những thuật toán 3 chiều thành những mẫu mà hiển thị trên màn hình 2D .Hình ảnh biến đổi được phủ lên bề mặt hoặc được diễn tả , ánh sáng từ những nguồn sáng khác nhau và cuối cùng thành những mẫu mà hiển thị trên màn hình . Hiện nay hầu hết các Card màn hình đều dùng GPU và nhiệm vụ của nó là diễn tả hình ảnh từ dạng Wireframe do CPU tạo ra và chuyển chúng thành những hình đa  giác kiểu 2D . 

            Những GPU làm nhiệm vụ này bắt đầu từ VooDoo3 và TNT2 Ultrra . Đó là bước rất quan trọng  để cho GPU tham gia vào quá trình tính toán với mục đích giải phóng bớt những công việc của CPU cho Card màn hình .           

Đối với GeForce 256 của nVidia thì nó còn làm nhiều nhiệm vụ hơn , ngoài việc diễn tả  hình ảnh như đối với những Card màn hình thế hệ trước , nó còn có thêm biến đổi những kiểu Wireframe từ những phép toán không gian 3D thành không gian hiển thị 2D như công việc cần để trình diễn ánh sáng . Cả hai phép chuyển đổi và theo vết tia sáng gồm một loạt những phép toán dấu phảy động ( phép toán liên quan tới phân số gọi là dấu phảy động , bởi vì dùng dấu thập phân để tính toán với những yêu cầu chính xác cao ) . Những nhiệm vụ này là gánh nặng đối với CPU , bên cạnh đó phạm vi làm việc của Card màn hình không nhiều nhiệm vụ khác nhau như CPU , GPU có thể được thiết kế để thực hiện những phép toán đó một cách nhanh chóng .           

            Voodoo của 3dfx làm những nhiệm vụ khác từ CPU . 3dfx gọi công nghệ này là T-Buffer . Công nghệ này tập trung để cải thiện quá trình diễn tả hơn là lấy thêm những nhiệm khác từ bộ vi xử lí . T-Buffer được thiết kế để cải thiện Anti-aliasing bằng diễn tả tới 04 phiên bản Copy trên một hình ảnh , mỗi hình ảnh bù đắp thêm một ít những hình Copy khác , sau đó kết hợp chúng dể làm mờ hơn những sườn của vật thể và xoá bỏ hiện tượng răng cửa , là một tai hoạ đối với hình ảnh do máy tính tạo ra .Với cùng công nghệ như vậy dùng để tạo ra những vết mờ chuyển động , bóng mờ ... Tất cả những việc trên làm cho hình ảnh tạo ra mềm mại hơn và nhìn trông như thật theo mong muốn của người thiết kế . Vật thể do Voodoo 5 tạo ra dùng được với chế độ Full-Screen Anti-aliasing và có tốc độ khung hình cao ( FPS )  

             Hiện nay nVidia và AMD đều đưa ra thị trường những Card màn hình mà hầu hết mọi nhiệm vụ hiển thị trên màn hình do GPU đảm nhiệm và hỗ trợ DirectX 10/ DirectX 11 với tiêu chí giải phóng cho CPU thực hiện những công việc khác , và được thiết kế chuyên dụng để tăng tốc độ tính toán với những ứng dụng đồ hoạ .