Progetti di gestione del micro come generatore di segnale video in formato RGB ce ne sono molti. E dimostrano che un micro come l'Atmega può fare tante cose. Uzebox, ad esempio, simula una console ad 8 bit degli anni '80, quindi la risposta è sicuramente "SI'" per quanto riguarda la fattibilità.
Sul "come" farlo, è un altro paio di maniche. Devi studiarti l'assembly e cominciare a capire come funzionano questi generatori di segnali video e come poter creare le immagini. Fatto questo, devi crearti tutto a mano...
La cosa è possibile, sicuramente. Ma MOLTO difficile. Se guardi i giochi realizzati per l'Uzebox, dotati di sorgenti, capisci come non sia così semplice. L'Uzebox usa poi un Atmega644 overcloccato a 28 MHz perché l'Atmega328 a 20 non ce la farebbe per capacità e velocità. AVGA non è male ma devi scriverti tutto.
Alla fine la domanda è: ne vale la pena? Dipende da cosa devi fare. Perché esistono anche progetti molto più adatti a gestire la grafica, come ad esempio l'Xgame Station ed i progetti derivati, tanto per citarne uno.
http://www.xgamestation.com/browse_products.php?category=7