Eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) ist eine Hardware, die einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) ähnelt, außer dass sie ausschließlich für Bilder gedacht ist und jede von ihr ausgeführte Funktion als GPU-Bildverarbeitung bekannt ist. Im Gegensatz zur CPU und den meisten anderen Bildprozessoren behandelt die GPU-Bildverarbeitung jedes Bild als dreidimensionales (3D) Bild, auch wenn das Bild zweidimensional (2D) ist. Komplexe Bilder haben oft Texturen und eine GPU kann viele Texturen gleichzeitig laden. Um die perfekte Farbe pro Pixel zu erhalten, verwendet eine GPU Pixel-Shader. Es gibt viele Grafikdesignanwendungen, die es Benutzern ermöglichen, Bilder zu überlagern, aber die GPU ist für das Laden dieser Bilder optimiert.
Die meisten Bildverarbeitungssprachen und -hardware teilen 2D- und 3D-Bilder auf, da für beide typischerweise unterschiedliche Rendering- und Verarbeitungstechniken benötigt werden. Bei der GPU-Bildverarbeitung wird alles als 3D-Bild behandelt und geladen. Die GPU ist so konzipiert, dass sie 2D-Bilder als verkleinerte 3D-Bilder behandelt, was bestimmte Vorteile bietet. Dies erhöht die Ladegeschwindigkeit für 2D-Bilder, da die GPU für die Verarbeitung komplexerer Bilder eingerichtet ist und 3D-Bilder schnell geladen werden können, da die GPU bereit ist, die vielen für diese Bilder erforderlichen Faktoren zu laden.
Texturen werden in vielen Bildern verwendet, insbesondere in solchen, die von Grafikdesignprogrammen erstellt wurden. Diese Texturen fügen zusätzliche Details hinzu, benötigen aber auch mehr Speicher, um richtig geladen zu werden. Die GPU-Bildverarbeitung ist in der Lage, ungefähr 16 Texturen oder mehr gleichzeitig zu laden, was die Geschwindigkeit des Ladens von texturierten Bildern und das Anwenden von Texturen erhöht.
Jedes Pixel in einem Bild hat seine eigene spezifische Farbe und Schattierung, und diese Informationen sind beim Laden eines Bildes wichtig, da das Bild sonst möglicherweise falsch geladen wird. Um sicherzustellen, dass dies ordnungsgemäß erfolgt, verwendet die GPU-Bildverarbeitung Pixel-Shader. Normalerweise arbeiten viele Shader gleichzeitig, und jeder teilt der GPU genau mit, welche Farbe und welcher Farbton für jedes Pixel benötigt wird.
Viele Grafikdesignprogramme sind in der Lage, überlagerte Bilder oder ein zusammengesetztes Bild aus vielen übereinander liegenden Bildern zu erstellen, aber es kann einige Probleme geben, wenn diese Bilder erstellt werden, wenn keine GPU vorhanden ist. Eine CPU ist nicht für das Laden von Grafiken optimiert, daher dauert das Laden dieser Bilder oft lange, und das Grafikdesignprogramm kann beim Erstellen von zusammengesetzten Bildern sogar verzögert werden oder abstürzen. Mit der GPU-Bildverarbeitung werden diese Bilder nicht nur schneller geladen, sondern die GPU verbessert auch die Bildüberblendung.