El funcionamiento básico de estos monitores es manejar un haz de electrones (rayos catódicos) emitido por un cañón de electrones que pasa a través de sistemas de enfoque y deflexión que dirigen el haz hacia posiciones específicas de la pantalla revestida de fósforo. Esto es al recibir electricidad el filamento se calienta a una temperatura elevada y luego emite muchos electrones que son canalizados al vacío; los ánodos que poseen cargas positivas que están presentes en el vacío atraen a los electrones de carga negativa.

La clase mas común de monitor gráfico que utiliza un CRT es la pantalla por barrido de líneas y está basado en la tecnología de la televisión. En un sistema de barrido de líneas, el haz de electrones recorre la pantalla, una fila cada vez y de arriba hacia abajo.

Cada fila se denomina línea de barrido. Ya que el haz de electrones se mueve a lo largo de una línea de barrido, la intensidad del haz se activa y se desactiva (o se establece a un nivel intermedio) para crear un patrón de puntos ilumi-nados.

La definición de la imagen se almacena en un área de memoria llamada búfer de refresco o búfer de la imagen.

Cada punto de pantalla que se puede iluminar por el haz de electrones se denomina pixel o pel (formas abreviadas de picture element - elemento de imagen). Los sistemas de televisión y las impresoras son ejemplos de otros sistemas de barridos de líneas. Los sistemas de barrido se caracterizan comúnmente por la resolución, la cual es el número de pixeles que se pueden dibujar.

El número de bits por píxel de un búfer de imagen se denomina a veces profundidad del área del búfer o el número de planos por bit. También el búfer de un bit por píxel de denomina comúnmente bitmap y un búfer de imagen con múltiples bits por píxel se llama pixmap (Hearn y Baker, 2006).

El término pantalla plana se refiere a la clase de dispositivos de video que han reducido su volumen, peso y requisitos de potencia con respecto a un CRT. Como ya habíamos visto anteriormente, se clasifican en emisivas y no emisivas.

Las pantallas emisivas transforman la energía eléctrica en luz, como las pantallas de plasma también llamadas pantallas de descarga de gas. Se construyen rellenando el espacio entre dos placas de cristal con una mezcla de gases que habitualmente incluye neón. Una serie de tiras de material conductor se colocan de forma vertical en un panel de cristal, y en el otro panel de cristal se situan de forma horizontal. Si se aplican tensiones de disparo a un par de intersección de conductores verticales y horizontales se provoca que el gas en la intersección de los dos conductores se descomponga en un plasma de electrones e iones que emiten luz.

La definición de la imagen se almacena en en búfer de refresco y las tensiones de disparo se aplican para refrescar los pixeles (en las intersecciones de los conductores) 60 veces por segundo. Se emplean métodos de corriente alterna para proporcionar la aplicación más rápida de tensiones de disparo y por tanto, generar pantallas más brillantes.

Las pantallas electroluminiscentes de película fina se construyen de forma similar a las pantallas de plasma. La diferencia consiste en que el espacio entre las placas de cristal se rellena con fósforo, tal como sulfato de zinc dopado con manganeso, en lugar de gas.

La otra clase de dispositivos emisivos es el diodo emisor de luz (LED). Los pixeles de la pantalla se crean como una matriz de diodos, y la resolución de la imagen se almacena en el búfer de refresco.

En los sistemas no emisivos, como las pantallas de cristal líquido (LCD), se utilizan habitualmente en sistemas pequeños, tales como computadoras portátiles y calculadoras aunque actualmente se han desarrollado pantallas de tamaño considerable. Estos sistemas producen una imagen mediante el paso de luz polarizada desde las cercanías o desde una fuente de luz interna a través de un material de cristal líquido que se puede alinear para bloquear o transmitir la luz. El término cristal liquido hace referencia al hecho de que en estos compuestos las moléculas están dispuestas según una estructura cristalina, a pesar de que fluyen como en un líquido. Las pantallas planas utilizan habitualmente compuestos de cristal líquido neumáticos (con aspecto de hebras) y que tienden a mantener los largos ejes de las moléculas con forma de cuerda alineados. Dos placas de cristal, cada una de las cuales contiene un polarizador de luz que está alineado en ángulo recto con la otra placa, encierran el material de cristal líquido.

En una placa de cristal se han dispuesto conductores transparentes en tiras horizontales, y en la otra placa se han dispuesto dichos conductores en columnas verticales Cada intersección de dos conductores determina un pixel. Normalmente, las moléculas se alinean en el "estado encendido". La luz polarizada que pasa a través de material se retuerce para que pase por el polarizador opuesto La luz entonces se refleja de vuelta hacia el visor. Para apagar el pixel, aplicamos una tensión a los dos conductores que se intersectan para alinear las moléculas para que que la luz no se retuerza.

Esta clase de dispositivos de pantalla plana se denominan LCD de matriz pasiva. La definición de la imagen se almacena en un búfer de refresco, y la pantalla se refresca a una velocidad de 60 cuadros por segundo, como en los dispositivos emisivos (Hearn y Baker, 2006).

Los sistemas interactivos gráficos de barrido emplean habitualmente varias unidades de procesamiento; además de la Unidad Central de Procesamiento CPU, un procesador de propósito específico, llamado controlador de video o controlador de pantalla, se emplea para controlar el funcionamiento del dispositivo de pantalla. Note que el búfer de imagen se puede colocar en cualquier parte del sistema de memoria y el controlador de video accede al búfer de imagen para refrescar la pantalla. Además del controlador de video, los sistemas de barrido más sofisticados emplean otros procesadores tales como aceleradores para implementar diversas operaciones gráficas.

Un punto importante a resaltar es que las posiciones del búfer de imagen y sus correspondientes posiciones de pantalla se referencian en coordenadas cartesianas. A menudo el origen de coordenadas se fija en la esquina inferior izquierda de la pantalla mediante los comandos de software, aunque podemos situar el origen en cualquier posición para una aplicación concreta.

Generalmente, la superficie de pantalla se representa como el primer cuadrante de un sistema de dos dimensiones, con los valores positivos del eje x que es creciente de izquierda a derecha y con los valores positivos y creciendo de abajo hacia arriba. A las posiciones de los pixeles se les asignan valores de x que varían desde O a x max a lo largo de la pantalla y los valores de y van desde O a y max .

El controlador grafico (procesador de pantalla) tiene como propósito liberar al CPU de las tareas gráficas, además de la zona de memoria del sistema, se puede disponer de una zona de memoria independiente para el procesador de pantalla (Hearn y Baker, 2006).