Большая частота смены кадров создает на экране монитора атмосферу реализма. Главным фактором, определяющим частоту смены кадров, является скорость передачи данных в видеосистеме компьютера. Если смена кадров в игровой программе низкая, то игра становится неинтересной, поскольку время реакции на действие становится очень большим. Представьте себе работу программы имитации полета на самолете с частотой смены кадра один или два раза в секунду. Поскольку основная часть обработки графической информации удалена из центрального процессора, то частота кадров теперь в большей степени зависит от скорости работы графического ускорителя. Скорость работы 3-х мерной «графической машины» измеряется в количестве текселей, обрабатываемых в секунду. Она также часто измеряется в количестве треугольников, обрабатываемых в секунду. Современные ускорители 3-х мерной графики могут обеспечить скорость в сотни миллионов текселей в секунду и более. Например, относительно новый комплект графических микросхем NVIDIA GeForce 4 Ti 4400 может визуализировать 4,6 млрд. текселей (Гигатексе-лей) (или 125 млн. треугольников) в секунду.
Скорость выполнения 3-х мерных приложений зависит от выполнения многих задач, самыми критичными из которых являются 3-х мерная геометрия и визуализация. Геометрия — это набор вычислений, используемых для определения положения и цвета объекта на экране. Визуализация — это (как было сказано выше) построение изображение объекта на экране монитора. Обычный графический ускоритель освобождает центральный процессор от этой работы, и процессор может уделять больше времени для выполнения других задач. Большинство современных процессоров (Intel Pentium III с технологией SSE, Pentium 4 с технологией SSE2 или AMD с технологией 3DNow!) имеют дополнительные команды обработки 3-х мерной графики. На скорость выполнения задач 3-х мерной графики влияют три фактора: монопольное управление шиной (bus mastering), разрешение (resolution), и глубина цвета (color depth).
Монопольное управление шиной
При использовании графического ускорителя, управляющего шиной PCI в монопольном режиме, трехмерный графический движок никогда не прерывается циклами ожидания во время процесса визуализации. После того как центральный процессор подготовит все треугольники для визуализации, в дело вступает графический ускоритель, который захватывает управление шиной PCI и выдает список треугольников в асинхронном режиме, не заставляя центральный процессор приостанавливать свою работу. Монопольное управление шиной осуществляется в двух режимах: в режиме основного хозяина шины и в режиме распределения и сбора данных (scatter-gather bus master). Основной хозяин шины может работать независимо от центрального процессора в течение определенного времени, прежде чем будет прерван для получения задания. Напротив, хозяин шины, работающий в режиме распределения и сбора данных, может работать почти независимо от центрального процессора компьютера, что позволяет существенно повысить производительность системы. Монопольное управление шиной не требуется в том случае, когда графическая система использует шину AGP, поскольку шина AGP является двухточечным соединением между адаптером и системной платой, а графический адаптер всегда рассматривается как «ведущее» устройство.
Разрешение
Из-за ограничений, накладываемых операционной системой и графическими ускорителями, большинство игровых и мультимедийных приложений разрабатывались для низкой разрешающей способности (640x480) экрана с целью достижения наибольшей производительности. Увеличение разрешающей способности приводит к необходимости вывода на экран большего количество пикселов в каждом кадре, а это накладывает дополнительные требования на монитор и графическую плату. Некоторые старые приложения, разработанные в расчете на разрешение в 320 х 200, могут работать в режиме 640 х 400, но дополнительные пикселы являются простым дублированием существующих пикселов, что повышает зернистость изображения. Основываясь на современных стандартах программного обеспечения и быстрых аппаратных ускорителях, разработчики могут использовать повышенную детализацию изображения, применяя разрешения 800x600, 1024x768 или даже выше. Это повышает качество изображения в игровых программах.
Глубина цвета
Использование дополнительных цветов в 3-х мерных играх делает изображение более богатыми и реалистичными. Чем больше цветов используется в изображении, тем оно более детализировано и реалистично, но, вместе с тем, требуется больше времени на вычисление цвета каждого пиксела. Используя ускорители 3-х мерной графики нового поколения, удается достигать большей глубины цвета без значительного снижения быстродействия, и разработчики могут теперь использовать большее количество цветов в каждой сцене. Например, разработчики сегодня могут использовать 16-битную (65 К) или 24-битную (16 М) цветовые палитры вместо устаревшей 8-битовой (256 цветов) палитры. Наиболее реалистично выглядят сцены с использованием 32-битного цвета, где дополнительный байт используется для управления яркостью.