第一个真正的3D图形开始于早期的显示控制器，即视频移位器和视频地址生成器。它们充当主处理器和显示器之间的通道。传入的数据流转换为串行点阵式视频输出如亮度、颜色、以及垂直和水平复合同步,使像素的线显示一代和同步的每一行消隐间隔之间的时间(结束一个扫描线,开始下一个)。
20世纪70年代后半期出现了一系列设计，为我们熟知的3D图形奠定了基础。例如，1976年RCA的“精灵”视频芯片(CDP1861)能够输出一个NTSC兼容的视频信号，分辨率为62x128，或64x32的不幸的RCA Studio II控制台。
一年后，电视接口适配器(TIA) 1A紧随其后，它被集成到雅达利2600中，用于生成屏幕显示、音效和读取输入控制器。TIA的开发由杰伊·迈纳(Jay Miner)领导，他后来还领导了Commodore Amiga电脑定制芯片的设计。
1978年，摩托罗拉推出了MC6845视频地址生成器。这成为1981年IBM PC的单色和彩色显示适配器(MDA/CDA)卡的基础，并为Apple II提供了相同的功能。同年晚些时候，摩托罗拉添加了MC6847视频显示生成器，并将其应用于许多第一代个人电脑，包括Tandy TRS-80。
一个类似的解决方案，从Commodore的MOS技术子公司，VIC，提供1980-83古董Commodore家用电脑的图形输出。
次年11月，LSI的ANTIC(字母数字电视接口控制器)和CTIA/GTIA协处理器(彩色或图形电视接口适配器)在Atari 400上首次亮相。ANTIC使用直接内存访问(DMA)处理2D显示指令。像大多数视频协同处理器一样，它可以生成playfield图形(背景、标题屏幕、得分显示)，而CTIA生成颜色和可移动对象。雅马哈(Yamaha)和德州仪器(Texas Instruments)也向许多早期家用电脑供应商提供了类似的集成电路。
图形发展的下一步主要是在专业领域。
英特尔使用他们的82720图形芯片作为基础的1000美元isbx275视频图形控制器多模式板。它能够以256x256的分辨率(或512x512的单色)显示八种颜色的数据。它32KB的显示内存足以绘制线、弧、圆、矩形和字符位图。该芯片还提供了缩放、屏幕分区和滚动功能。
随后，SGI又推出了用于工作站的虹膜图形——GR1。x图形板，提供单独的附加组件(子)板的颜色选项，几何图形，z -缓冲区和覆盖/下垫。
英特尔1000美元的iSBX 275视频图形控制器多模板能够以256x256的分辨率(或512x512的单色)显示8种颜色的数据。
当时，工业和军事3D虚拟化相对发达。IBM、通用电气和Martin Marietta(他们在1992年收购了通用电气的航空航天部门)，以及许多军事承包商、技术研究所和美国宇航局运行着各种需要军事和太空模拟技术的项目。1951年，海军还利用麻省理工学院旋风计算机的3D虚拟化技术开发了一个飞行模拟器。
除了国防承包商，还有一些公司在军事市场上提供专业制图服务。
Evans和Sutherland——他们提供了专业的图形卡系列，如Freedom和REALimage——还为CT5飞行模拟器提供了图形，这是一个由DEC PDP-11主机驱动的价值2000万美元的软件包。1961年，该公司的联合创始人伊万·萨瑟兰(Ivan Sutherland)开发了一款名为“画板”(Sketchpad)的电脑程序，该程序可以用光笔绘制几何图形，并在阴极射线管上实时显示。
这是现代图形用户界面(GUI)的前身。
在不那么深奥的个人计算领域，Chips and Technologies的82C43x系列EGA(扩展图形适配器)为IBM的适配器提供了急需的竞争，并且可以在1985年左右安装在许多PC/AT克隆上。这一年对Commodore Amiga也是值得注意的一年，它与OCS芯片组一起出货。芯片组由三个主要组件芯片——Agnus、Denise和Paula组成——允许一定数量的图形和音频计算是非cpu依赖的。
1985年8月，三名香港移民何国元、刘李和刘本尼在加拿大成立Array Technology Inc。到今年年底，公司名称已改为ATI技术公司。
ATI得到了他们的第一个产品出来第二年，OEM彩色仿真卡。它被用来输出单色绿色，琥珀色或白色荧光粉文本对黑色背景通过9针DE-9连接器TTL监视器。这款卡至少有16KB的内存，在ATI公司第一年1000万加元的销售额中占很大比例。这主要是通过每周向Commodore电脑公司供应约7000片芯片的合同实现的。
ATI的彩色仿真卡至少有16KB的内存，第一年就为公司1000万加元的销售额贡献了很大一部分。
彩色显示器的出现和竞争对手缺乏标准最终导致了视频电子标准协会(VESA)的形成，ATI是其创始成员，NEC和其他六家图形适配器制造商也是该协会的成员。
1987年ATI增加了图形解决方案Plus系列为OEM的产品线，它使用IBM的PC/XT ISA 8位总线为英特尔8086/8088基于IBM PC的。该芯片通过dip开关支持MDA、CGA和EGA图形模式。它基本上是Plantronics的Colorplus板的克隆，但有64kb的内存空间。天堂系统公司1987年发布的PEGA1、1a和2a (256kB)也是Plantronics的克隆产品。
EGA Wonder系列1至4于3月份上市，售价399美元，具有256KB的DRAM，以及高达640x350和16种颜色的CGA、EGA和MDA仿真兼容性。扩展EGA可用于系列2、3和4。
高端的是EGA Wonder 800, 16色VGA仿真，800x600分辨率支持，VGA改进性能(VIP)卡，基本上是EGA Wonder，增加了数模(DAC)来提供有限的VGA兼容性。后者的价格为449美元，再加上康柏扩展模块的价格为99美元。ATI并不是唯一一个在个人电脑消费需求浪潮中乘势而上的公司。
那一年出现了许多新公司和新产品。其中包括Trident、SiS、Tamerack、Realtek、Oak Technology、LSI 's G-2 Inc.、Hualon、Cornerstone Imaging和Winbond，这些公司都成立于1986-87年。与此同时，AMD、西部数字/天堂系统、鹰图、卷云逻辑、德州仪器、双子座和热那亚等公司将在这段时间内生产他们的第一批图形产品。
在接下来的几年里，ATI的Wonder系列继续获得惊人的更新。
1988年,难怪图形解决方案与游戏控制器端口和复合期权变得可用(MDA的海巡署和模拟),以及EGA想知道480和800 +扩展EGA和16位VGA支持,以及VGA好奇和怀疑16支持VGA和的SVGA补充道。
一款拥有256KB内存的Wonder 16售价499美元，而一款512KB内存的变种售价699美元。
更新的VGA Wonder/Wonder 16系列到达1989年，包括降低成本的VGA Edge 16 (Wonder 1024系列)。新特性包括总线鼠标端口和对VESA特性连接器的支持。这是一个金手指连接器类似于缩短的数据总线插槽连接器，它通过带状电缆连接到另一个视频控制器，以绕过拥挤的数据总线。
奇迹系列在1991年继续快速更新。Wonder XL卡增加了VESA 32K颜色兼容性和Sierra RAMDAC，将最大显示分辨率提高到72Hz时的640x480, 60Hz时的800x600。价格从249美元(256KB)、349美元(512KB)到399美元不等。在前一年的基础ic-16的基础上，降价版的VGA充电器也推出了。
同年5月，马赫系列与Mach8一起推出。它以芯片或板的形式出售，通过编程接口(AI)，可以卸载有限的2D绘图操作，如划线、彩色填充和位图组合(Bit BLIT)。ATI增加了一个变化的奇迹XL合并了一个创造性的声音冲击波1.5芯片的扩展PCB。被称为VGA立体声- f /X，它能够模拟立体声从声爆管单声道文件在某种接近FM无线电质量。
图形板，如ATI VGAWonder GT，提供了2D + 3D选项，结合了Mach8和VGAWonder +的图形核心(28800-2)来实现其3D功能。在Wonder和Mach8的推动下，ATI在今年实现了1亿加元的销售额，这在很大程度上要归功于Windows 3.0的采用以及它可以使用的增加的2D工作负载。
S3 Graphics成立于1989年早期，18个月后生产了它的第一个2D加速器芯片和图形卡，S3 911(或86C911)。后者的关键规格包括1MB的VRAM和16位颜色支持。
S3 911在同一年被924取代——它基本上是一个经过修订的911 24位的颜色——并在第二年再次更新，928增加了32位的颜色，以及801和805加速器。801使用ISA接口，而805使用VLB。在911的推出和3D加速器的出现之间，市场上充斥着基于S3原始的2D GUI设计——尤其是来自Tseng labs、Cirrus Logic、Trident、IIT、ATI的Mach32和Matrox的MAGIC RGB。
1992年1月，硅图形公司(Silicon Graphics Inc, SGI)发布了OpenGL 1.0，这是一个适用于2D和3D图形的多平台厂商不确定的应用程序编程接口(API)。
微软当时正在开发自己的竞争对手API Direct3D，并没有花大力气确保OpenGL能在Windows下运行得一样好。
OpenGL由SGI的专有API演变而来，称为IRIS GL(集成光栅成像系统图形库)。这是为了让IRIS保留非图形化功能，并允许API在非sgi系统上运行，因为竞争对手已经开始使用他们自己的专有API。
最初，OpenGL的目标是基于UNIX的专业市场，但由于对开发人员友好的扩展实现支持，它很快被用于3D游戏。
微软当时正在开发自己的竞争对手，名为Direct3D的API，并没有花大力气确保OpenGL能在新的Windows操作系统下运行得很好。
几年之后，当id软件公司的约翰•卡马克(John Carmack)将Quake移植到Windows上使用OpenGL，并公开批评Direct3D时，事情到了紧要关头。id软件公司之前发布的《毁灭战士》(Doom)彻底改变了PC游戏。
微软拒绝在Windows 95上使用OpenGL的迷你客户端驱动(MCD)，这允许厂商选择哪些特性可以使用硬件加速。SGI通过开发可安装客户端驱动程序(ICD)来回应，它不仅提供了同样的功能，而且做得更好，因为MCD只覆盖了光栅化，而ICD增加了照明和转换功能(T&L)。
OpenGL最初是在工作站领域获得吸引力，在它崛起的过程中，微软正忙于着眼于新兴的游戏市场，在其专有API上进行设计。他们在1995年2月收购了RenderMorphics，该公司的Reality Lab API受到了开发人员的青睐，并成为了Direct3D的核心。
大约在同一时间，3dfx的Brian Hook正在编写即将成为游戏主流API的Glide API。部分原因是微软参与了Talisman项目(一个基于平铺的渲染生态系统)，这稀释了DirectX的资源。
随着Windows的采用，D3D变得广泛可用，专有的api，如S3d (S3)、Matrox简单接口、Creative Graphics Library、C接口(ATI)、SGL (PowerVR)、NVLIB (Nvidia)、RRedline (Rendition)和Glide，开始失去开发人员的青睐。
一些专有的api与主板制造商联合起来，迫于越来越大的压力，添加到一个迅速扩大的特性列表中，这对问题没有帮助。这包括更高的屏幕分辨率，增加颜色深度(从16位到24位再到32位)，以及图像质量的增强，比如抗走样。所有这些特性都要求增加带宽、图形效率和更快的产品周期。
到1993年，市场的波动已经迫使许多图形公司退出这个行业，或者被竞争对手吞并。
1993年迎来了一系列新的图形竞争对手，其中最著名的是Nvidia，该公司在当年1月由黄真勋、柯蒂斯•普里姆和克里斯•马拉秋斯基创立。黄之前是LSI的核心软件总监，而Priem和Malachowsky都来自Sun Microsystems，他们之前开发了基于sunsparc的GX图形架构。
其他新来者动态图片，方舟逻辑，和Rendition随后加入了英伟达。
市场的波动已经迫使许多图形公司退出这项业务，或被竞争对手吞并。其中包括塔美拉克、双子座科技、热那亚系统、华龙、海陆科技(被SPEA收购)、宏碁、摩托罗拉和Acumos(被Cirrus Logic收购)。ATI是一家不断壮大的公司。
作为一个先驱者的一切在奇迹系列，11月下旬看到ATI的68890 PC电视解码器芯片，首次在视频it !卡。该芯片能够捕捉视频在320x240 @ 15帧，或160x120 @ 30帧，以及实时压缩/解压，这要感谢板载Intel i750PD VCP(视频压缩处理器)。它还能够通过数据总线与图形板通信，因此无需加密狗或端口和带状电缆。
视频!该产品零售价为399美元，而功能较弱的video basic机型则构成了该产品线。5个月后的3月，ATI姗姗来地推出了64位加速器;Mach64。
这个财政年度对ATI来说并不好，它损失了270万加元，因为它在激烈的竞争中在市场上下滑。它的竞争对手包括S3 Vision 968，许多主板供应商都购买了它;还有Trio64，它从戴尔(Dimension XPS)、康柏(Compaq)、AT&T (Globalyst)、惠普(Vectra VE 4)和DEC (Venturis/Celebris)那里获得了OEM合同。
Mach64于1995年发布，创造了许多值得注意的第一。它以Xclaim的形式成为PC和Mac电脑的第一个图形适配器(450美元和650美元取决于板载内存)，并与S3的Trio一起提供全动态视频回放加速。
Mach64还引入了ATI的第一批专业显卡3D pro Turbo和3D pro Turbo+PC2TV, 2MB选项的价格为599美元，4MB选项的价格为899美元。
接下来的一个月，一家名为3DLabs的初创科技公司崭露头角，它诞生于杜邦公司的Pixel graphics部门从其母公司手中收购了这家子公司，以及能够进行OpenGL渲染、片段处理和光栅化的GLINT 300SX处理器。由于价格高昂，该公司的信用卡最初瞄准的是专业市场。富士通Sapphire2SX 4MB的零售价为1600- 2000美元，而8MB的ELSA GLoria 8售价为2600- 2850美元。然而，300SX是为游戏市场设计的。
S3在那个时候似乎无处不在。该公司的Trio64芯片组将DAC、图形控制器和时钟合成器集成到一块芯片中，主导了高端OEM市场。
1995年的游戏GLINT 300SX的内存大大减少了2MB。它使用1MB的纹理和z缓冲，另一个用于帧缓冲，但是增加了一个选项，用于Direct3D兼容性的VRAM，在349美元的基础价格上增加50美元。该卡未能在已经拥挤的市场上取得进展，但3DLabs已经在致力于Permedia系列的后继产品。
S3在那个时候似乎无处不在。该公司的Trio64芯片组将DAC、图形控制器和时钟合成器集成到一块芯片中，主导了高端OEM市场。他们还使用了一个统一的帧缓冲区和支持的硬件视频覆盖层(图形内存的一个专用部分，用于按照应用程序的要求呈现视频)。Trio64和它的32位内存总线兄弟，Trio32，作为OEM单位和独立卡从供应商如钻石，ELSA, Sparkle, STB，兰花，大力士和九。钻石多媒体的价格范围从169美元的基于ViRGE卡，到569美元的基于Trio64+的4MB VRAM的钻石隐形64视频。
主流终端市场还包括Trident提供的产品。Trident是一家长期的OEM供应商，提供简单的2D图形适配器，最近在其产品线中加入了9680芯片。该芯片拥有Trio64的大部分功能，主板的价格一般在170-200美元之间。他们在支架上提供了可接受的3D性能，具有良好的视频回放能力。
其他进入主流市场的新产品包括维泰克的Power Player 9130和Alliance Semiconductor的ProMotion 6410(通常被视为Alaris Matinee或FIS的OptiViewPro)。两者都提供了卓越的规模与CPU速度，而后者结合强大的规模引擎与抗阻塞电路，以获得流畅的视频播放，这是比以前的芯片，如ATI Mach64, Matrox MGA 2064W和S3 Vision968。
今年5月，英伟达发布了他们的第一款图形芯片NV1，并成为第一款具备3D渲染、视频加速和集成GUI加速功能的商用图形处理器。
他们与ST微电子公司合作生产500nm工艺的芯片，后者也推广了STG2000版本的芯片。虽然这不是一个巨大的成功，但它确实代表了公司的第一次经济回报。对于英伟达来说，不幸的是，就在第一个供应商板在9月份开始发布时(尤其是Diamond Edge 3D)，微软最终发布了DirectX 1.0。
D3D图形API确认了它依赖于渲染三角形多边形，而NV1使用了四次纹理映射。有限的D3D兼容性是通过驱动程序添加的，将三角形包装成二次曲面，但由于缺少为nv1定制的游戏，这张卡注定是一个万事通，什么都不懂。
大多数的游戏是从世嘉土星移植的。一架4MB NV1，带有集成的土星端口(每个扩展支架两个通过带状电缆连接到卡上)，1995年9月零售价约450美元。
微软最近的改变和发布的DirectX SDK使得主板制造商无法直接访问硬件进行数字视频播放。这意味着在Windows 95中几乎所有的离散显卡都有功能问题。相比之下，来自不同公司的Win 3.1下的驱动程序通常都是完美的。
第二年5月在洛杉矶举行的E3视频游戏大会上首次公开展示了它。信用卡在一个月后就可以使用了。3D狂暴融合了Mach64的2D核心和3D功能。ATI在1995年11月宣布了他们的第一个3D加速器芯片，3D Rage(也被称为Mach 64 GT)。
最近对DirectX规范的修订意味着3D Rage与许多使用该API的游戏存在兼容性问题——主要是缺乏深度缓冲。使用2MB的EDO RAM帧缓冲区，3D模态被限制为640x480x16位或400x300x32位。尝试使用600x480的32位颜色通常会导致屏幕颜色损坏，而2D分辨率最高为1280x1024。如果游戏性能平平，那么全屏MPEG回放能力至少在某种程度上平衡了功能集。
性能竞赛在它开始之前就结束了，3Dfx的巫毒图形有效地消灭了所有竞争。
ATI重新设计了芯片，并于9月推出了Rage II。除了增加MPEG2回放支持外，它还修正了第一个芯片的D3DX问题。然而，初始的卡仍然有2MB的内存，这影响了性能，并且在透视/几何变换方面存在问题，随着该系列扩展到包括Rage II+DVD和3D Xpression+，内存容量增加到了8MB。
虽然ATI是第一个推出3D图形解决方案的市场，但没过多久，其他拥有不同3D实现理念的竞争对手就出现了。即3dfx, Rendition，和VideoLogic。
在发布新产品进入市场的竞赛中，3Dfx Interactive击败了Rendition和VideoLogic。然而，性能竞赛在它开始之前就结束了，3Dfx的巫毒图形有效地消灭了所有竞争。
