Die Grafikkarte ist ein unverzichtbares Bauteil in einem Computer. Sie ist – zusammen mit einem Monitor und neben den Eingabegeräten (Tastatur, Maus etc.) – eines der wichtigsten Bindeglieder für die Interaktion zwischen Computer und Mensch. Ihre Aufgabe ist die Umsetzung der Ausgaben des Computers in für den menschlichen Anwender sichtbare und verständliche Zeichen am Monitor. Das war nicht immer so. In den Anfangstagen der IT übernahmen häufig Drucker bzw. Fernschreiber die Funktionen der Kombination Grafikkarte/Monitor. Alles mußte auf langsamen und lauten Druckern ausgegeben werden, also z.B. die Auswahlfunktionen von Programmen, die Eingabeaufforderungen des Betriebssystems oder das Ergebnis von Berechnungen.
In den 1970iger Jahren gab es zwar bereits grafikfähige Spielkonsolen, die ersten Microcomputer in dieser Zeit beschränkten sich jedoch auf reine Textdarstellung. Ende der 1970iger kamen bereits Homecomputer wie der Tandy TRS-80 oder der Acorn Atom auf den Markt, die bereits “grafikfähig” waren. Doch hier kamen noch keine Grafikkarten als eigenständige Subsysteme zum Einsatz. Die für die Grafikdarstellung notwendigen Chips waren direkt auf den Hauptplatinen integriert. Grafikkarten sind – wie der Name schon sagt – separate, austauschbare Leiterplatten, bestückt mit den entsprechenden Bauelementen, die über einen Erweiterungssteckplatz dem Gesamtsystem hinzugefügt werden. Über diesen Erweiterungssteckplatz ist sie auch mit dem Bussystem des Computers (ISA, EISA, VLB, PCI, AGP …) verbunden und kann die bereitgestellten Informationen empfangen, welche sie dann als vertikales und horizontales Synchronisationssignal an einen angeschlossenen Monitor übermittelt. Der erste PC, bei dem eine austauschbare, separate Grafikkarte Verwendung fand, war der Apple II.
Grafikprozessor und Grafikspeicher sind die wesentlichen Bauelemente auf einer Grafikkarte. Diese beiden Bauteile bestimmen die Bildauflösung, Farbenvielfalt und Geschwindigkeit und definieren dadurch die Leistungsfähigkeit einer Grafikkarte. Der Grafikprozessor (GPU) ist ein spezialisierter Chip, der die CPU auf der Hauptplatine im Bereich der Bilddarstellung so weit wie möglich entlasten soll. Dazu muss er die die ankommenden Daten selbständig in Bildelemente umsetzen. Im Grafikspeicher (Video-RAM) wird das Bild in einzelne Bildpunkte zerlegt und als Bildpunktmatrix gespeichert. Der Unterschied zwischen Text- und Grafikdarstellung liegt dabei allein in der Form der Abbildung. Text wird im sogenannten Bildschirmspeicher als Folge von ASCII-Zeichen abgelegt. Jedem Zeichen folgt zusätzlich ein sogenanntes Attribut-Byte, das die Farbe oder andere Darstellungsformen festlegt. Bei der Grafikausgabe werden im Bildschirmspeicher einzelne Punkte abgelegt. Wie bei der Textdarstellung wird durch die Bildschirmspeicheradresse des Punktes auch die Position am Bildschirm festgelegt. Die Größe des benötigten Bildschirmspeichers richtet sich nach Bildschirmauflösung und Anzahl der gleichzeitig darstellbaren Farben. Bei einem IBM XT mit einer CGA Grafikkarte mit 320 x 200 Bildpunkten und 4 Farben werden z.B. 16KB benötigt.
Mit der sogenannten Bildwiederholfrequenz wird definiert, wie das menschliche Auge das Monitorbild sieht. Bei Fequenzen unter 70 Hz wird das zeilenweise Entstehen des Bildes noch wahrgenommen, es wirkt daher unscharf und flimmert. Bereits bei 72 Hz verliert sich dieser Eindruck vollständig. Im Besonderen bei grafischen Benutzeroberflächen müssen die Grafikkartenhersteller speziell dafür angepaßte Treiber liefern oder lassen diese (bei stark verbreiteten Kartentypen) in das jeweilige Betriebssystem als Standardtreiber integrieren.
