GPU输入输出：输入是语言定义的三维物体、物体特征、光源位置等，输出是观测点对3D场景观测到的二维图像。
典型的渲染过程：顶点生成——顶点处理（三维坐标向二维映射、计算顶点的亮度等）——图元生成（将顶点组织成有序的图元流）——图元处理——片元生成（光栅化）——片元处理（图形的填色等）——像素操作。
示例：GPU从显卡中读取玫瑰3D的顶点数据，生成反应场景的顶点。Vector shader 计算2D坐标和亮度值，在屏幕上绘制玫瑰顶点。顶点被分为三角形图元。Geometry shader 进一步细化，生成更多图元。GPU固定单元对图元光栅化，生成片元。Pixel shader 从显卡中读取纹理数据对片元上色和渲染。进行可视度处理，生成图像。
着色器：GPU的可编程单元称为着色器（shader），最主要的是顶点着色器和像素着色器。着色器的性能由DirectX规定的shader model来区分。Direct 10以可编程单元为主、图形固定单元为辅。