日本明治时代（1868-1912）出现一种被称为“纸芝居”（紙芝居（ かみしばい ） ，Kamishibai）的街头表演，它可能是皮影戏和窥视秀的变体，也可能源于日本绘卷解说活动。
早期的纸芝居也被称为“立绘纸芝居”，角色被逐一画在纸牌上，也有制作成精致纸偶的，表演者一边讲故事，一边操作纸偶在类似舞台的盒子里表演简单的“动画”。
约1920年代，战争的消耗使日本经济环境变差，加上宣传需求，纸芝居被简化成整幅插画，称为“平绘纸芝居”，失去立体感和可动性。
20世纪后期，街头的纸芝居表演基本被新一代动画淹没，如今仅作为一种传统文化表演存在。
机械自动画可被理解为机械皮影、自动机、机械剧院和可动书的综合体，具体发明者无考，多数通过发条驱动，由复杂的杠杆、齿轮等机械机构控制多个分层画片自动运动，以表现旋转的风车、前进的火车、跳舞的小丑、砍柴的人，甚至人像的五官表情变化等。
它们在19世纪中后期成为一种流行的动画商品，很多幸存至今的作品在博物馆和古玩拍卖网上经常出现。
在电影动画诞生之前，它们已经在画框里表演着“会动的画”。
“佩珀幻象”是一种特殊投影方式，通过玻璃镜折射藏于舞台下方的影像，让观众以为幽灵和真人演员一起在舞台上的表演，以英国科学家约翰·佩珀为名，但该发明还有其他贡献者。
1658：
图2-41：德克早期的方法© Dircks H，《鬼魂!》，1863
图2-42：佩珀幻象表演 © Robert-Houdin J-E，《魔术和有趣的物理》，1885
在18世纪流行的“光学视图”中，有一种表现日夜变换动画的特殊类型，通过镂空需要透光的部分，在后面贴上一种可在光照下反光的特殊材料，是后来透景画剧院和类似变色画玩具的前身。
虽然透景画大剧院不再流行，但一些类似功能的变色画便携玩具在19世纪后期仍有市场。
图2-38：迪奥拉玛剧院横截面图（约翰·阿罗史密斯，1825）；
图2-39：如画镜（赵楠乐子，2022）；
图2-40：大阿莱索镜广告图（佚名，1860年代）
万花筒是一种光学动画玩具，从底端小孔观看时可看到随机变化的对称图案，如万花盛放且一去难返，让人沉醉流连。它基于镜子的重复反射现象，主要材料玻璃、平面镜、凹透镜和管子等都是出现了很久的材料，但在18世纪之前，尚未发展有关万花筒的记载。
约1720：理查德·布拉德利（Bradley R）在其《种植和园艺的新进展》中首次描绘了一种类似结构。
1815：苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特（Sir David Brewster）在光学反射实验中，偶然发现多面镜子组合能产生对称图案，这引发了更多的实验来寻找最美丽和对称完美的条件。他将三面成角度的镜子置于圆筒中，早期版本是内部彩色玻璃和不规则物体是固定的，后来改变成活动碎片，旋转时可随机呈现千变万化的对称花纹。布鲁斯特创造了术语“Kaleidoscope”为其发明命名，原意为对美丽形式的观察。尽管申请了专利（1817获英国专利），万花筒从一开始便被大量盗版，很多盗版商并不了解它事实上是一个严谨的光学设备，导致大量构造有问题的仿冒品充斥市场。万花筒的玻璃夹层中最开始是静态的花纹图像，后来才变成可动的玻璃碎片和各种透光小物件，反射镜从开始的两块平面镜，发展出多镜、实心镜、环形镜等变体，复杂的万花筒还会添加其他光学零件。
万花筒很快便随商队传向世界各地，相比起另外一批基于序列图像似动的光学动画玩具，万花筒在世界范围内更广为人知。
约1818-1820：万花筒通过英国贸易传入中国和日本。在日本，它最初作为糖果店吸引儿童的玩具，后因体现镜面反射原理被学校引入教材。而在中国，最初为达官贵人私室珍藏，随闭关锁国政策瓦解和工业发展，19世纪中叶渐普及至民间，成为胡同摊贩常见玩具。
1819：布鲁斯特发表《万花筒论》，详细介绍了他的发明以及一些变体，也提及可以在幻灯机上使用的万花筒，让更多观众同时观赏，如此观众在屏幕上看到的就是典型的“运动图形动画”。
暗箱型万花筒 /干性（Chamber Scope）：最早的万花筒类型，主体前端装着内有标的物（芯）被称为暗箱的盒子，通过旋转，使图案瞬息万变，赏心悦目。标的物是玻璃的碎片或珠子的叫做干性暗箱型。
暗箱型万花筒/油性 （Chamber Scope）：万花筒的主体前端装者内有标的物（芯）被称为暗箱的盒子，通过旋转，使图案瞬息万变，赏心悦目。标的物为油的叫做油性暗箱型。
1858：约翰·戈勒姆(Gorham J)发明了一种变体，称为“彩色陀螺万花筒”，有两层可替换圆盘，面盘是有旋转对称图形的雕刻镂空圆盘，底盘是彩色饼状图圆盘或彩色异型卡片，当快速转动时能看到类似万花筒的效果。
1980s：美国当代艺术家结合油性介质、偏振滤光等技术，使万花筒呈现如极光、彩虹等超现实景观。偏振型万花筒（Polarlizing Scope/变化滤光器）：在 2 枚滤光器之间放上揉皱的塑料膜，利用它产生偏差光。通过偏光滤光器形成象彩虹、甚至极光一样不可思议的图像。和其它类型的万花筒相比，偏光型需要较强的光线。
1990s：日本艺术家起尝试艺术化制作，手工玻璃球“艺术子弹“成为独特创作形式。弹子型万花筒（Marble Scope）：代替标的物的是有花纹的玻璃球，通过旋转玻璃球使图案变化,玻璃球由艺术家们手工制作出来，由于使手工制作所以每一个作品都使独一无二的。
1996：日本万华镜俱乐部成立，推动艺术化创作。
发明时间不详：婚礼型万花筒（Wedding Scope）：在两个筒的中央装有标的物，一侧的筒由 2 片镜片组成，而另一侧通常由 3 片组成。俩个人可从两端同时欣赏，多作为祝贺结婚的礼物赠送，从而得到婚礼万花筒的称呼。
发明时间不详：望远万花一体型（Teleido Scope）在组合好的镜片前装有透明球体的万花筒。不用珠子，而采用透明的球体(丙烯球或水晶球)，构造非常简单，却能展现奇妙的映象世界。因结合了望远镜( Telescope )和万花筒 ( Kaleidoscope)为一体，因此称为望远万花一体型。
发明时间不详：八音盒万花筒(Music Box Kaleidoscope)：利用余音盒发条的旋转使图像变化，既满足了视觉上的享受，又带来听觉上的快感。结合音乐盒与万花筒的技术发展脉络，它可能诞生于19世纪末至20世纪初。
蜻蜓型万花筒：不用万花筒通常使用的镜片，只装有带切口的玻璃片。透过它所看到的景色，同样的图像会变成无数多个。这是在万花筒诞生之彰就有的视觉玩具，玻璃片多是被切成格子状的，也有的是切成龟甲状或只是纵向切割。被切割的玻璃片看起来象蜻蜓的眼睛（复眼），所以被称为蜻蜓型。
2010s：AR、AI技术与万花筒融合，衍生数字艺术作品。
18世纪后期，一种被称为“錦影絵”（江户地区叫法），和“写し絵”（上方地区叫法）的幻灯动画表演开始流行，由多位幻灯表演者手持特意改进的被称为“風呂”的轻便幻灯机，在和纸制作的屏幕背后同时进行投影，结合歌舞伎、人形净琉璃、落语等日本传统表演，观众可在屏幕前欣赏到一部“有声动画”。
锦影绘也因此被称为日本动画的“原点”。
想象一下，观众在屏幕前观看动画，而屏幕之后，有很多人、很多台“風呂”一起在运动的场景，幕前幕后，同样有趣。
幻灯在18世纪后期传入日本，据称1779年在大阪难波新地便有幻灯表演上演，现存最古老的文本证据来自《珎术天狗通》（平瀬輔世，1779）。
18-19世纪，正处于日本江户时代中期。
《北斋漫画》（1814-1835）插画中明确描绘「錦影絵」表演场景：左侧为和纸幕布，右侧堆积数十块玻璃板」
1820：《锦影绘技术手册》（1820）记载："和纸受热变形小，适合长时间投影；玻璃板便于精细图案雕刻"
1876:《錦影絵興行記》，记录40种传统剧目的详细操作手册。大阪歴史博物館特別文庫藏，未公开手稿，访问方式：需提前3个月提交研究计划书（日语原文申请）（DS搜索提供资料，原版资料未获得，欢迎捐赠）
锦影绘在日本活跃了1个世纪左右便被新兴的电影取代，如今作为一种传统文化被保育。
1925年：野村芳子（舞踏家）、岡本一郎（浮世絵研究者）、柳川春雄（大阪錦影絵第5代継承者）等成立东京『錦影絵保存会』，对锦影绘进行保存活动。
1982：葛饰北斋《錦影絵の技術と美学》东京美术出版社，日本第一本系统解析錦影絵技术体系的专著。（DS搜索提供资料，原版资料未获得，欢迎捐赠）
2001：《千与千寻》（宫崎骏，2001）中复现了锦影绘的透光纹理效果。
2004:：《哈尔的移动城堡》（宫崎骏，2004）中苏菲变身场景的镜头语言，被指明显借鉴锦影绘的多层遮罩技法。
2005：大阪芸術大学池田光惠《ジャパニーズ・ファンタスマゴリー 錦影絵--授業に於ける復元と上演》，
2008：田中総一郎《影絵の歴史》岩波書店，涵盖1925年「錦影絵保存会」的珍贵史料。（DS搜索提供资料，原版资料未获得，欢迎捐赠）
2019：大英博物馆发现疑似锦影绘操作手册残卷（编号AM18-372）
2020：松本敏夫《浮世絵と動画の共生》京都大学出版社，揭示浮世绘如何影响迪士尼早期动画技法。（DS搜索提供资料，原版资料未获得，欢迎捐赠）
2021：NHK纪录片《影子剧场》，实地拍摄京都传统艺能者重现《花鸟绘卷》的完整表演流程，披露1780年代某大名私藏的27套锦影绘剧目目录。
2022：
2024：东京国立近代美术馆的AR展项中，观众可通过手势控制种板动画的播放速度。
2025年：大阪世博会使用激光雕刻种板+全息投影技术，复现《浪花绘卷》的动态效果，通过AI算法自动生成传统纹样（樱花/波浪/武士铠甲）的新颖组合。
18世纪末，出现了一种以恐怖、鬼怪为主题，被称为“幻影秀”（Phantasmagoria）表演。
发明家罗伯逊(Robertson，Étienne-Gaspard Robert，1763-1837)是已知最早进行这种表演的人之一，被誉为现代恐怖电影鼻祖，其技术启发了电影、虚拟现实（VR）及主题公园沉浸式体验的设计。
罗伯逊在回忆录中表示自己读过波尔塔和基歇尔等人的著作，也受到穆森布罗克的机械幻灯动画和塞拉芬的机械皮影表演影响。他声称自己之所以做这些吓唬人的表演，是为了让观众认识科学，不再害怕鬼神。
1799年，罗伯逊为其用于幻影秀的幻灯机“芬达镜”申请了专利。
技术原理&操作特点：
经常选择在废弃的修道院、古老的坟墓和雕像等地方表演，以增添恐怖气氛；
采用隐蔽的投影方式，在屏幕背面或舞台下投影，利用烟雾和镜子反射等隐蔽幻灯机、幻灯放映师甚至真人演员，以此提高观众的现场沉浸感；
幻灯机是特制的，利用轮子移动幻灯机，让图像可以缩放和移动，通过添加自动对焦和自动光圈等机械装置，保障投影图像在幻灯机移动过程中的清晰度；
使用黑色背景幻灯片，使投影图像呈现幽灵般的“虚无感”；
烟雾与半透明屏幕，利用烟雾增强光影流动性，使幽灵“悬浮”于空中；
动态切换技术：操作员通过手动移动幻灯片，制造幽灵忽隐忽现的恐怖效果。
使用可移动幻灯机，机械幻灯片和一些机械控制实际模型运动等技术，甚至还在幻灯机中置入木偶、皮影等可动偶；
一种由并排旋转木条组成的画板被用于表现“淡出淡入”动画效果，当然也可用于各种变形动画；
音效不仅用于增益视觉效果，也被用于掩盖各种机械噪音。
据说罗伯逊因为表演过于真实而被起诉，并被要求公开其表演的秘密，后来类似的幻灯表演在欧美地区大量涌现，在一定程度上推广了幻灯动画。罗伯逊在其《科学和轶事娱乐回忆录》（1831）中详细地介绍了其幻影秀和相关技术。
1991年，前电影设备收藏者托马斯·韦恩茨在法国莫伊塞城堡发现了一台来自19世纪初，几乎完好无损的幻影秀幻灯机，包含轮子、可替换镜头和自动对焦装置。城堡里还发现了一个真贵的“骷颅”提线木偶投影道具，根据韦恩茨团队提供的模拟视频，当时投影设备的清晰度正好合适把金属控制线隐藏于黑暗背景中，观众可看到“活生生”的骷颅打开坟墓，冒出半身，四处张望，嘴巴张合。
机械剧院、全景画（panorama）和全景画剧院相继诞生于18世纪末-19世纪，这正是电影时代正式揭幕的前半个世纪，也注定了它们神秘又短暂得生命线……
值得注意的是，被称为“电影摄影之父”的路易斯·普林斯，在1880年代也加入过全景图行业，在不断改善动态视觉效果的同时，开始琢磨制作一台新的机器，以给人“生命感”。
图2-35：机械剧院插画（伯尼，1782）；
图2-37：卷轴画式全景图剧院（科学美国人, 1848）
机械剧院和全景图剧院随着电影院的流行而逐渐走进历史，但其大部分技术被电影特效动画吸收，融合成长为更复杂的动画技术，直到现在。
视觉乐器泛指那些通过特殊的机械设备，使颜色与音乐按照某种方式对应呈现，从而创造出一种特别的、实时的视觉音乐动画。其早期发展基本上都以琴键类乐器的联动控制为主，和幻灯机一样，依赖光源、机械和材料等技术的发展。
1725年，法国耶稣会科学家、作家路易斯·卡斯特尔（Louis Bertrand Castel）提出了“视觉风琴”（ocular organ）的设想，并数次尝试建造它。在此后的20多年里，只有极少数人看到过视觉风琴的早期原型，卡斯特尔在研究过程中还展示过一种原始动画，利用染色的丝带卷表现颜色渐变的错觉。
1743年，德国博物学家约翰·克鲁格（Krüger J）也设计了一台 “视觉大键琴”，可能是对卡斯特尔视觉风琴的回应。不同琴键启动不同大小的圆形色彩光投影机关，并通过投射到同一个位置上实现混合，但他并没有真正制作出这台设备，只提供了设计草图和思路。
1750年代中，卡斯特尔将其制造的一台视觉风琴原型进行了小范围展示，据说该设备每当按下一个键时，对应玻璃板的窗帘便会打开，由大量蜡烛从内部照亮，但蜡烛的热量和气味会让人不快。卡斯特尔的视觉风琴从未留下详细的图样资料，相传这是因为制作的模型始终未能符合预期。仅有一些文字资料和圣-奥宾绘画的一幅带有讽刺意味的漫画供参考。
尽管在视觉乐器在理论上有可行性，蜡烛、油灯等传统光源显然不够明亮和安全，当时的机械制造技术也难以应付如复杂的联动机关，相关发展暂定了一段时间，直到19世纪后期。
约1875年，美国发明家班布里奇·毕晓普(Bishop B)开始建造他的“色彩风琴”（color organ），通过琴键控制“快门”的方式，在一块半圆形“屏幕”上创造了与音乐实时交互的视觉音乐动画。
约1893年，英国发明家、艺术家亚历山大·里明顿（Alexander Wallace Rimington）也发明了一种视觉乐器，并在1895年举办了一些音乐会。
20世纪初，各类表现色彩光影变幻的视觉乐器越发常见，并开始引入电子控制技术。
1915年，美国发明家、真空三极管的发明者李·福里斯特(Lee de Forest).发明了第一台使用真空管的视觉乐器“三极管钢琴”，成为后来电子合成器的基础。
1916-1934年间，钢琴家玛丽·格林沃特(Mary Hallock Greenewalt)开发了一种可以现场演奏的视觉乐器“萨拉比”（Sarabet），她没有对音符和颜色之间进行严格对应，而是集成了一种随机同步的可能性。她在1946年出版的《诺拉瑟，光色演奏的艺术》详细介绍她的发明和一些关于视觉音乐的历史，留下大量珍贵的图片资料。
1919年，丹麦裔音乐家、灯光艺术先驱托马斯·威尔弗雷德建造了他的第一个视觉音乐动画投影设备“克拉维卢克斯”（Clavilux）。该设备包括一个钢琴般的操纵台，可控制光线的颜色和运动，操纵台内包含可替换的彩色玻璃盘和各种挡板，投影效果类似极光。威尔弗雷德后来持续开发了不同的模型并进行巡演，也开发了家庭版，后来还把这种技术用来投影风景等其他内容，在大型舞厅的背景墙上使用。
1924年，苏联未来主义画家弗拉基米尔·罗西内也开发了一种光电色彩投影乐器“奥佛风尼克钢琴”（Ophophonic Piano），由键盘按键驱动一组复杂色彩变化组件，包括镂空造型板、色彩转盘、色块板、棱镜、透镜等，随着钢琴的演奏投影出迷幻变化的彩色视觉动画。
1925-26年间，匈牙利钢琴家亚历山大·拉兹洛在其德国巡演中也使用了一种被称为“森绰马投镜”（Sonchromatoscope）大型的视觉色彩投影设备，由多台幻灯机、射灯和改变颜色的滤光器组成，从多个方位向舞台投影，创造与音乐配合的动态影像。
随着电影相关技术的发展，视觉乐器开始与电影技术结合，新一代视觉音乐设备不断出现，成为舞台表演、音乐节、歌舞厅或大型活动等场景的常用设备。再后来，数字动画技术接手了视觉乐器的大部分工作，但一些机械视觉乐器依然拥有自己的市场。
幻灯从一开始便具有动画的意识。
基歇尔（Athanasius Kircher，1601-1680）在他的隐写镜系统中便建议从镜子表面投影活的昆虫和皮影木偶作为表演戏剧性的场景。
惠更斯（Christiaan Huygens，1629-1695）留下的幻灯片手稿，描绘了一个类似于死神的角色的运动，虚线为预期动作，他在挥动手臂、甚至把头骨从脖子取下又放回去。虽未有证据证明惠更斯实现了幻灯动画投影，但他似乎并不满意自己的幻灯发明，并在给父亲的信中把自己的作品称为“牵线木偶”，不由让人猜测惠更斯的幻灯是否直接使用了牵线木偶或类似皮影结构的可动偶。
1668年，英国科学家罗伯特·胡克（Hooke R.）在关于幻灯的描述中提及了动画：“不太精通光学的观众，应该能看到各种出现和消失，以及可能以此方式表现出来的运动、变化和动作，会很容易相信它们是超自然和神奇的。”
1675年，德国博学者戈特弗雷德·莱布尼茨提出在世界展览的开场和闭幕中，使用幻灯展示那些可以被分解的，人类无法做出的，非常不寻常和怪诞的动作，但没有关于这一设想是否实现的证据。
1689年，相传德国雕刻家和出版商约翰·韦格尔描述了一种机械幻灯片，让可移动玻璃构件在一个固定的玻璃幻灯片上滑动，通过丝线等控制，固定片通常是背景，可滑动的是人物或动物，通过绳子牵引移动，投影出一种简单的“平移”动画。
1709年，德国玻璃商泰姆制作和出售了一些包含可动构件的机械幻灯片，如旋转的轮子，可快速拉开的遮罩等，驱动机制十分简单。虽都没有留下图样，但从现存来自19世纪的机械幻灯片中可找到类似例子。
约1730年代中，荷兰科学家彼得·穆森布罗克也创作了一种类似滑动幻灯片的双层幻灯片，他在1736年将自己的动画幻灯片向另一位著名科学家阿贝·诺莱特展示，后者在巴黎的科学沙龙中多次向其他科学家推广幻灯动画，还在著作中介绍到穆森布罗克的幻灯片，形容动画效果的表现取决于绘画和设计。穆森布罗克在其《物理原理》（1739）中介绍了滑动、遮罩、旋转和杠杆等几种不同的机械幻灯片，并提供了一些插图。
图2-19：惠更斯信件中夹带的幻灯片手稿；
图2-20：19世纪平移滑动幻灯片和遮罩滑动幻灯片示意图（赵楠乐子，2022）；
1760年代中，随着贺拉斯·华尔浦尔的哥特小说《奥特兰多城堡》（1764）的推广，哥特文学开始在欧洲流行，进一步促进了幻灯被用作“吓唬”观众的功能，而会动的鬼魂显然比静止图像有更好效果，幻灯动画技术因此被更多地开发。
1770年，法国发明家埃德姆-吉勒斯·盖约特介绍了用两张幻灯片描绘海上风暴的方法，一张是从大风到平静的海面，另一张有不同角度的船只，投影师通过直接晃动幻灯片来营造动画错觉；还介绍了利用烟雾来制造幽灵在空中盘旋的错觉，这对后来罗伯逊创造的“幻影秀”起到帮助。1789版的《大英百科全书》中也有相关介绍和插图，但没有提到盖约特。
1780年代，亚当·沃克发明了一种复杂的，机械运动与背投结合的幻灯投影系统“太阳系仪”（Eidouranion），用于显示行星围绕太阳旋转等天文图像运动。
图2-22：表现海上风暴动画的幻灯片和利用烟雾投影悬空幽灵的幻灯设备（大英百科全书，1797）；
图2-23：太阳系仪（爱德华·伯尼，1817）
19世纪初，魔术师保罗·菲利多可能是最早发明“溶解视图”幻灯动画的人，但可查记录很少，而另一位可能的发明者是据说曾为菲利多工作的亨利·查尔德，他被认为在1807年发明了溶解视图幻灯动画，并在1818年改进和完成了这项技术。查尔德在1827年举办了一系列展览，带动了溶解视图的流行。而术语“溶解视图”最早出现在1837年伦敦阿德尔菲剧院查尔德演出的海报上。溶解视图幻灯片需要两个或以上的幻灯机合作，投影在同一位置上，在幻灯片1逐渐淡出的同时幻灯片2逐渐淡入。该技术可以投影出从白天逐渐变成夜晚的动画效果。
利用两台或以上幻灯机投影的还有“效果幻灯片”，在前场景幻灯片上绘制遮罩，通过多台（或多头）幻灯机把局部绘制的效果替换片“合成”到主画面中，以在投影画面中实现局部变化动画效果，不仅节省制作成本，也更善于表现奇幻情景。基于遮罩的多图层（多平米）合成技术，在传统电影动画和数字动画时代一直被使用。
图2-24：表现日夜变化的溶解视图幻灯片示意图（赵楠乐子，2022）；
图2-25：三镜头溶解视图幻灯机广告插图（佚名，1886）
约1844年 ，英国玻璃画家亨利·查尔德制作了一种被称为“旋转色板”（Chromatrope）的机械幻灯片，通过两块逆向旋转的彩色玻璃，产生类似万花筒般令人炫目的抽象图形动画。早期的旋转幻灯片多数是“8”字形的单滑轮结构，由弦带动旋转，但这种结构比较脆弱，19世纪中叶被链条和齿环取代。玻璃幻灯片被框在一个有齿环的铜环里，旋转手柄通过棘轮带动两个齿环旋转，可实现更复杂的旋转效果。
19世纪中，虽然幻灯表演在欧洲越来越流行，但基于序列帧的光学动画玩具也开始加入市场，幻灯艺人们迫不及待地开发更先进的机械幻灯片来表演更多的动画，以免被挤出时代。而使用机械镜头挡片、拥有双头甚至三头的幻灯机陆续出现，提供了更强的光源和更平滑的过渡，它们极大方便了幻灯动画的投影。
1858年或更早，匈牙利工程师皮尔彻发明和制作了一种利用视觉暂留现象的大型幻灯投影设备“天体运动镜”（Astrometroscope），通过操作两块有夹缝（或穿孔）的金属板，循对角线、圆周、垂直或水平方向运动，以模拟流星或各种随意变化的线条动画效果。
约1865年，伦敦幻灯制造商马歇尔生产了被称为“摆线轮”（Cycloidotrope）的机械幻灯片，结合万花尺原理，观众通过设置触针位置和旋转驱动摇柄，可直接在幻灯片上绘画各种几何图形，并由幻灯实时投影整个绘制过程。欧洲多个幻灯片制造商都出品了类似产品，其最早发明者无考。
图2-28：万花筒轮（沃尔特·伍德伯里，1875）
1866年，惠斯通发明了基于莫尔效应的“迷幻轮”（Eidotrope）机械幻灯片，也可以理解为旋转色板的变体，动画效果由两块逆向旋转的镂空金属网片组成，投影出让人眼花缭乱的光点运动动画。
约1870年，出现了一种名为“万花筒轮”（Kaleidotrope）的机械幻灯片，在有镂空孔的玻璃片夹层中放入彩色胶片或其他小碎片，当转盘旋被撞击或旋转时，会投影出不断变化的色彩运动图形动画。
1890年代，法国和德国都生产了用于投影柔性长卷胶片的幻灯机，由手摇柄驱动转轴旋转移动画面，长卷画和全景画等正式成为机械幻灯动画中的一员，不断融合。德国汉堡的克里斯光学研究所制作了一款标题为“月球上的一天”的天文模拟动画旋转幻灯片。
1891年，英国的乔治·卢蒂克和威廉·切芬斯分别获得了被称为“木偶幻灯片”（剪影幻灯片）专利，包含关节角色，由杠杆、细杆、凸轮或蜗轮驱动，直接控制角色进行较复杂动作表演。角色一般由金属片制作，关节结构类似于塞拉芬的机械皮影。
法国《科学画报》刊登了一款模拟意大利那不勒斯湾维苏威火山喷发的场景的机械幻灯片插图。
此外，各大博物馆和古玩网站上还展示了很多来自19世纪，具体发明者不详的机械动画幻灯片：
基于牛顿色轮原理表现光色合成效果的旋转幻灯片；
通过旋转摇柄驱动有很多小孔的黑色弹性材料幻灯片，
模拟落雪效果的特殊机械幻灯片，通常与冬季雪景幻灯片结合使用；
利用双层滑片表现火车和船在同一画面各自运动的滑片幻灯片；
利用绘有规则放射状曲线玻璃盘，让静态画面产生动感的旋转幻灯片等。
人类对光学的探索带来了暗箱，暗箱在机械、材料、数学和能源的协助下成为了幻灯机，虽然幻灯也已经带来了幻灯动画，但它还不足以体现动画的魅力。历史告诉我们，电影技术将把动画带进一个全新的时代，但在这之前，还有一段较长的路。
17-19世纪，电影动画在等待电影技术的诞生，而电影技术则需等待摄影技术的发明，而摄影，它正在寻找可以保存投影画面的技术。
事实上，暗箱应用于绘画辅助早于幻灯投影，自从小孔成像被发现后，便可能有人产生利用它来“摄影”的想法。但在可以保存投影的材料还未被发明之前，相机的“摄影”功能，暂时由人手代劳。
2001年，英国画家大卫·霍克尼和美国物理学家查尔斯·法尔科提出了所谓的“霍克尼-法尔科论题”，举证15世纪欧洲部分现实主义画家使用了一些早期的投影技术辅助构图和绘画。而文艺复兴早期兴起的一种基于视觉错的“立体画”，更被认为是使用暗箱绘画的典型例子。当然，除暗箱投影，还有一些早期的投影方式也被艺术家用于辅助绘画，德国画家阿尔布雷特·丢勒在其关于测量的著作中介绍了多种方法，包括已知最早的“光线追踪”，其后续发展成为计算机图形学的重要技术，创造出照片真实感的三维影像。
镜头的加入让暗箱可以获取更鲜明的影像。约1533-1580年间，德国数学家弗里德里希·里斯纳提出了最早的便携式相机暗箱构想，据说用于辅助绘画，可惜他的研究被法国宗教战争打断。
1610年代，德国天文学家开普勒发明（或使用）了一种只能容纳一个人的帐篷式便携暗箱辅助绘画。天文学家克里斯托夫·沙伊纳创造了一台可用于观察和描绘太阳黑子图像的投影仪，并继续改进相关设备。
1614年，意大利医生、化学家安杰洛·萨拉对硝酸银和银盐的实验，证明了粉状硝酸银被太阳熏黑。光敏材料是摄影技术得以发明的重要基石，但这个重要的发现被当时“受人尊敬的”科学家认为“没有实际作用”，否则摄影的发明可能会提早两个世纪。
1621年，德雷尔已制作出可以反转图像的小型盒式暗箱，还评论了艺术和相机图像之间的关系。
1636年，德国数学家、发明家丹尼尔·施文特设计了被称为“万向球”的镜头，利用球关节原理，允许镜头向任意方向旋转，方便艺术家绘画全景。
图2-10：测量绘画插图（丢勒，1525）；图2-11：沙伊纳的太阳黑子投影仪插图（约1620年代）；图2-12：万向球镜头插图（施文特，1636）
1657年，德国科学家加斯帕·肖特发表了已知最早关于盒式暗箱的清晰描述。
1673年，撒克逊炼金术师克里斯蒂安·鲍德温通过混合粉笔和硝酸制造了一种发光物质“发斯佛”，成为制造各类硝酸盐的原料。
1676年，德国哲学家约翰·斯图姆描述了使用45度平面镜的绘画暗箱，并建议装置要足够大，可容纳艺术家的头和手。
1685年，扎恩提出现代相机的构想，足够小的、便携的、可在某种介质上实际捕捉图像。
1694年间，英国科学家罗伯特·胡克提交了一种被称为“露西达”的便携绘画暗箱，该设备长为圆锥体，长约5英尺，可变焦[5]。
18世纪初，一种商用的全景暗箱在伦敦出售，以其“万向球”镜头命名。
1711年，荷兰数学家威廉·斯格拉维桑德展示了一种独立工作间式暗箱，包含桌椅、全景镜头和通风管。
约1717年，德国教授和博学家约翰·舒尔茨通过实验再次发现和证实了很多硝酸银混合物在受到光照射后会变黑。虽然他未能找到保存这些影像的方法，但为以后感光材料的发明奠下了重要基础。
1727年，法国工程师尼古拉斯·比昂设计了一款复印暗箱，用来摹画已有图像。
1733年，英国医生威廉·切塞尔登在其医学图书中展示了一种大型箱式暗箱，并使用其绘画了一些列医学图画。
1740年，英国科学设备制造商本杰明·马丁其著作《新型简明光学系统》中详细介绍了当时暗箱的总体情况，并形容这是一种“自然绘画”。
18世纪中，便携绘画暗箱不断被发明和改进，不仅受到画家和绘图师的欢迎，也成为旅行者和户外活动人士的新奇用品。威尼斯科雷尔博物馆里展示了一个据说属于18世纪著名风景画家乔凡尼·康纳尔的盒式暗箱。相传暗箱在当时的“旅行画”中经常被使用，很多旅行者都喜欢购买那些看起来像照片一样的油画带回家纪念。
1750-1756年间，意大利画家乔瓦尼·科斯塔发表的一幅版画清晰描绘了人们在使用帐篷式便携暗箱绘画的场景。
约1760年代，德国博学家马丁·勒德米勒制作了一种特殊的显微镜暗箱，用于观察和绘画昆虫。
1764年，意大利艺术家弗朗西斯科·阿尔加罗蒂明确表示支持使用光学技术辅助绘画，认为画家应该像博物学家、天文学家一样，使用这些有助于认识和表现自然的仪器。
1769年，德国科学仪器制造商盖尔·布兰德展示了一款外形类似大炮的变焦暗箱，配有舒适桌椅。
图2-13：胡克的绘画暗箱（1705）；
图2-14：帐篷式绘画暗箱版画局部（科斯塔，1750-1756）；
图2-15：布兰德的绘画暗箱插图（1769）
1770年，法国发明家埃德姆-吉勒斯·盖约特也推出了一款隐蔽性较强的桌下式绘画辅助暗箱。
1777年，德国和瑞典化学家卡尔·舍勒研究了氯化银和阳光的关系，他再次证实了影响硝基的是光，而不是热，但未能说服所有人。
1778年，英国发明家威廉·斯托勒推出了一款名为“皇家精确描绘仪”的抽屉式便携暗箱，其外形已很接近后来的相机。
1794年，苏格兰化学家伊丽莎白·富尔哈姆提出了“催化剂”的概念，并发现了光还原反应，她虽然没有尝试制作“照片”，但她在银化学方面的工作是摄影诞生和早期发展史上一个重要的里程碑。
约1796年，英国发明家托马斯·韦奇伍德开始用银盐做实验，在不同基底上制作出树叶和昆虫的图像。他是首位想到把光敏物质涂在其它材料上去捕捉暗箱投影来创作永久性照片的人。
化学研究的推进终于为自动摄影带来希望。
1800年，韦奇伍德成功捕捉到一幅图像，虽然未能找到防止感光纸完全变黑的方法，但这一突破对后续研究有重要影响。与此同时，发明了弧光灯的戴维也开始研究硝酸银，用太阳显微镜将图像投影到感光纸上进行摄影放大，在铜版纸和皮革上制作细节更丰富的图像，但同样未能找到固定方法。
1802年，韦奇伍德发表了一项名为“阳光打印”的技术，依然无法固定图像。
1806年，英国化学家和物理学家威廉·沃拉斯顿获得了名为“露西达相机”专利，可在明亮的房间里直接使用，允许画家同时看到真实场景和画布。开普勒在《折光》（Dioptrice，1611）中曾描述过类似的光学原理，但并没有证据他确实制作了该设备。
1816年，法国发明家约瑟夫·涅普斯制作了一个结构和现代相机十分接近的暗箱，并成功在涂有氯化银的纸上拍摄到图像，但照片是负片的，且无法长时间保存。他开始把目光转向可以被光漂白，而非变黑的化合物，尝试了很多材料依然未能找到固定照片图像的方法。
1819年，英国发明家约翰·赫歇尔发现硫代硫酸钠可以溶解卤化银盐，开发出摄影固定剂，最终在1839年成功“修复”照片并使其长久保存。
约1822年，涅普斯把沥青涂在各种板材上实验，发明了“光刻摄影法”以复制版画，没使用暗箱，而是直接在阳光下曝光。他声称自己在1824年使用涂有沥青的石板在相机暗箱里获得了一张固定图像，后来也开始使用铜和锡作为基材，留下了现存世界上最早的两张照片——“牵马的男孩”（1825）和“窗外景色”（1826-1827）。
1831年，苏格兰数学家大卫·布鲁斯特在其《光学理论》中写到脱脂牛奶薄膜比磨砂玻璃板接收图像的效果更好。
1832年，法国艺术家路易·达盖尔和涅普斯发明了一种新的“物理自动摄影法”，将树木树脂和薰衣草油蒸馏残渣用作光敏剂，可使曝光时间减少到7-8小时。
1835年，达盖尔成功用更短的曝光时间获得了正片图像，1837年找到固定图像的方法，但还需要改善。
1838年，英国科学家查尔斯·惠斯通发明了立体镜，由于实际可行的摄影技术还没有诞生，其立体镜图像是通过绘画实现的。惠斯通开启了立体图像技术的大门，其后续发展将与动画技术越发密切。
1839年初，达盖尔宣布他完善了“达盖尔型摄影法”（也称银版摄影法），并建议法国政府将其买下，作为“送给全世界的礼物”。几乎同时，英国科学家、发明家威廉·塔尔博特向皇家学会展示了他在1835年拍摄的几张纸质照片，随后便公布其技术细节，但他的方法需要较长的曝光时间。同年6月，法国摄影先驱希波利特·巴亚德在巴黎主办了世界上第一个摄影展，展示了30张使用自己发明的一种直接在相机中产生正片纸质照片的技术，但他对摄影发明的贡献经常被遗忘。8月，法国科学院把达盖尔的“光刻摄影”“物理自动摄影”和“银版摄影”的过程一起公诸于世。银版摄影这一新鲜产业在欧美迅速蔓延，作为更容易付诸实践的摄影法，曝光时间缩短到十几分钟，照片的效果细腻逼真、色调柔美且不易褪色，但存在观看角度有限、复制困难、易损、成本高、可能会导致水银中毒等缺点。同年9月，约翰·赫歇尔用自己的方法拍摄了一张幸存至今的玻璃照片，展示了40英尺高的望远镜。赫歇尔也很可能是术语“摄影”“正片”和“负片”的创造者。
图2-16：《窗外景色》（涅普斯，1826-1827）；
图2-17：现存最早包含可识别人类的照片（达盖尔，1838）；
图2-18：望远镜照片（赫歇尔，1839）
总而言之，很多发明家参与了摄影技术的开发，摄影机和照片确实在1830年代诞生了，与此同时，一场关于“光学欺骗”的研究即将带来基于序列图“似动”的动画。
幻灯是动画和电影技术发展的重要里程碑，虽不是最早的动画投影设备，但它带来了最早的使用镜头投影的、可“换片”的动画。
幻灯机是在暗箱和小孔成像的基础上发展出来的，它诞生于17世纪中叶，通常用于教育和娱乐目的，主要构件包括主体机身、光学透镜、光源、幻灯片等。幻灯的名字源于前文提及的“魔法灯笼”，两者在欧洲的主要语言中基本使用同一术语，且都是一种投影设备，加上17世纪中叶有多位发明家同时在进行相关研究，并发明了各自的“幻灯”，导致学界至今仍在辩论幻灯的真正发明者。但人类的科技文明演进本就复杂，每一个新的发明都有赖于众多前人积累的探索成果，正如科学家艾萨克·牛顿的墓志铭所写，“如果我能看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”
对于动画技术来说，重要的是幻灯机出现了，且在17世纪便投影了“动画”，随着幻灯机的改进，最终迎来19世纪末世界上第一台公认的动画放映机。
虽然用幻灯投影动画这一概念，在幻灯发明之初便存在，但本节将仅关注幻灯机自身的发明和早期发展，而“幻灯动画”有关的内容将放在下一章中一并讨论。
有趣的是，几乎所有和幻灯之诞生有关系的人，或多或少都与荷兰物理学、天文学和数学家克里斯蒂安·惠更（Christiaan Huygens，1629-1695）斯有所交集。
图2-6：已知最早的幻灯草图 （佩蒂特，1664）
18世纪之前，幻灯片多数由发明家为实验制作，未有规模化生产，一些剪纸、油漆、实物，甚至是活体昆虫曾被用于制作幻灯片，很快也开始使用透明颜料在玻璃片或油纸上绘画，透明漆和玻璃盖都曾被用作保护。
幻灯机可以使用的光源，只有阳光、蜡烛和油灯。阳光极大地限制了幻灯的时间和场地；蜡烛亮度不够稳定，且在燃烧过程中会改变光源的高；油灯可解决高度问题，但同样不够稳定和不够明亮。
18-19世纪，人类的新发明不断为幻灯机带来更好的光源、镜头、幻灯片制作工艺。
发明家和商人们一方面关注更轻便、坚固、便于运输的家用幻灯机开发，一方面关注用于剧院投影的、高亮度、远距离、甚至有特别功能的专用幻灯机。
瑞士以钟表制造和精密机械闻名，玻璃工业多集中于日内瓦和纳沙泰尔地区，主要生产光学透镜、玻璃仪器和装饰玻璃器皿。
18世纪末，随着幻灯相关技术的进步，幻灯产业开始启动。
随着幻灯产业开始蓬勃发展，成为流行的大众娱乐，幻灯片的设计和制作也开始被重视。
1840年代，基于视觉暂留和似动效应的光学动画玩具陆续面世，它们改变了幻灯机的发展方向，幻灯机踏上了转向电影机的征途，从各种各样的动画投影机，到现代胶卷电影投影机，很多科学家、发明家为此努力了半个世纪，相关内容后文另述。
平面玻璃板制作技术得以完善，实用的玻璃镜开始出现。玻璃镀锡技术开始用于镜子生产，均匀、高反光率的玻璃镀锡在威尼斯盛产，价格极度昂贵。后有法国工厂盗取了该技术，实现了镜子的大规模生产，虽不光彩，但确实推动了镜子的普及。欧洲几个兴盛的玻璃制造产业圈，为高质量光学镜的研发提供了基础。
图2-1：丰塔纳描绘的魔法灯笼（15世纪）；图2-2：暗箱手稿（达芬奇，15-16世纪）；图2-3：暗箱图像（弗里修斯，1545）
17世纪中叶，人类对科学技术的探究与积累终于带来“幻灯”，不仅催生了幻灯动画，也是摄影和电影的重要一步。
11世纪初，被誉为“现代光学之父”的阿拉伯科学家伊本·海什木（965-1040）指出光是由太阳等发光物体发出，物体因反射了光线，再进入眼睛从而被看到，即视觉入射理论；对球面镜和柱面镜的正投影规律展开研究，提出了经典的“海什木问题（球面镜正投影问题）”，引起众多学者在此基础上对各类弧面镜继续展开研究；对小孔成像和暗箱进行深入研究，认同更小的洞可提供更清晰的图像；还研究了透镜和大气折射产生的放大倍数，这些研究巩固了暗箱理论的基础；对视觉暂留现象的研究提及很难在旋转的衣服上辨别出不同的颜色，推断视力需要一些时间才能辨别一种颜色。海什木在软禁期间完成七卷本光学著作《光学全书》（1011-1021），因处于欧洲“黑暗时期”而未能及时推广，直至13世纪，一位不知名学者把这本书翻译成拉丁文才开始在欧洲广泛流传。其光学理论和以实验验证猜想的科学精神，影响了随后几个世纪欧洲的科学研究。
一种被称为“读书石”的透镜在欧洲出现，据说最初是把玻璃球切开两半制成的。而在11-12世纪维京人坟墓中发现的一些晶石透镜，也和读书石相似。
11世纪后期，中国宋代科学家沈括（1031-1095）在其《梦溪笔谈》（1088）中再次详细解释了凹面镜成像、小孔成像、凹面镜焦点、凸面镜和平面镜照影差异等光学现象，也提及造镜技艺的失传。
“若鸢飞空中，其影随鸢而移；或中间为窗隙所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗隙所束，亦皆倒垂，与阳燧一也。”——《梦溪笔谈》
这段文字形象地描述了小孔成像现象：当飞鸟或楼塔的光线被窗缝（小孔）遮挡时，形成的影子会与物体运动方向相反（如鸢东飞则影西移），且影像呈现倒立状态。沈括通过这一现象，结合凹面镜（阳燧）成像的原理，进一步指出“光沿直线传播”是倒影形成的根本原因。虽未建立现代数学模型，但已蕴含光路直线性的科学直觉，为后世光学研究奠定了基础。
12-13世纪，英国哲学家罗伯特·格罗斯泰斯特（Robert Grosseteste，1175-1253），融合奥古斯丁神学与数学光学思想，提出光的本质理论；虽仍支持视觉出射理论，但也提出通过实验来验证推测；强调数学和几何在光学研究中的重要性，用镜子和镜头进行光学实验，寻找曲面透镜投影规律；提出当光学被很好地理解后，便能让放得很远的东西看起来很近，反之亦然，甚至可控制物体的视觉距离。
英国哲学家罗杰·培根（Roger Bacon，约1214-1293/1294）谈论到利用暗箱和小孔成像来观察室外景色或日食，提出将几何学应用于光学、光直线传播、反射定律，使用透镜对物体进行放大，描述透镜成像原理，为望远镜发明奠定基础。培根曾致力于在大学课程中增加光学课程，但因批判经院哲学、主张实验科学被逐出大学讲坛。
13世纪下半叶，玻璃镜片研磨和抛光工业开始发展，最初集中在威尼斯和佛罗伦萨，后来荷兰和德国也出现了镜片制造中心。
波兰裔物理学家维帖洛（Witelo，约1230-1278）汇编了一部光学著作《透视》（10卷，约1270年完成），系统阐述几何光学与生理光学（包括视觉心理学），提出光沿直线传播的早期观点，并探讨透镜成像原理。他仔细研究了折射，发现折射角与入射角不成正比，但没有意识到全内反射。
法国作家让·墨恩（Jean de Meung，约13世纪）在《玫瑰传奇》（Roman de la Rose）第二部中引入大量议论与百科知识（天文、地理、伦理），成为中世纪“社会百科全书，其中提及“魔镜表演”， 还描述了一种投影的镜子，所投影像可以在水里或空中，且“十分有活力”。
约1290年，法国天文学家威廉（William）撰写了一份手稿，详细地向人们介绍如何制作暗箱来观察日食，这使暗箱的原理和小孔成像现象被更多人所认识。
13世纪末，相传西班牙裔医生、炼金术师阿纳多斯·诺瓦（Arnaldus Nova）可能使用到带有图像翻转功能的暗箱，带来了一种特殊的“运动表演”，让演员在外边表演，观众在昏暗房间里观看暗箱投影在墙上的动态影像，甚至还考虑到配音。
13-14世纪，我国元代科学家赵友钦（约1271-1335）在《革象新书》中详细记载了一个严谨的、已具现代科学实验精神的小孔成像对比实验（“小罅光景”实验），实验包括改变孔的大小和形状，改变光源的强度，改变光源、小孔和“屏幕”之间的距离等，观察并记录这些变化对成像效果的不同影响。其《革象新书》被收入《永乐大典》并传世。
撇开无文字记录的透镜推测，已知最早关于透镜的确凿记载，是公元前424年古希腊喜剧作家阿里斯托芬（约前446—前385）的戏剧《云》中提到的“燃烧玻璃”。约公元前3世纪，希腊数学家阿基米德提出在战争中使用“燃烧玻璃”放大太阳热度，烧毁敌人船只。有趣的是，到18世纪末，发明家罗伯逊（Robertson，原名Etienne-Gaspard Robert）再次向法国政府提出“燃烧玻璃”计划，被拒后他专注于研究幻灯表演，成为幻灯动画剧院的开创者之一。
古希腊哲学家恩培多克勒（约前495—约前435）和柏拉图（前427—前347）等都提出了基于所谓的“视觉出射理论”，认为眼睛发出光线从而视物，这种错误理论在接下来的十几个世纪中影响着欧洲光学基础。
古希腊文明一直被视为欧洲古文明代表，其哲学观点至今仍具影响力，但古希腊文明是建立在神学基础上的，当时很多学说出于思辨，而非实证，还夹带着神学传说，这在科学研究中很容易出错。
此时的中国恰逢思想和文化激烈辩论的百家争鸣时代（前770-前221），和古希腊最大的不同之处，是中国春秋战国诸子百家们的宗教和信仰体系并不统一，甚至出现无神论者。
如以墨子（前476—前390，或前480-前420）为代表的墨家，作为中国古代自然科学研究先驱，《墨经》（约前388年）明确指出了“目以火见”，即“视觉入射理论”，以及最早的“小孔成像”确凿记录，包括光的焦点和直线传播，也有关于平面镜、凹面镜和镜反射现象的描述。
“景到（倒），在午有端与景长，说在端”
“景，光之人煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故成景于上，首敝上光，故成景于下。在远近有端，与于光，故景障内也”
——《墨经》
《庄子·天下篇》（约前300-前233）中也记载了光在两个镜字之间反复反射的现象。
“鉴以鉴影，而鉴以有影，两鉴相鉴重影无穷。”
——《庄子·天下篇》
可惜的是，墨家主导的自然科学主义并不合适当时的封建集权，随着墨家退出历史舞台，科技发明在接下来很长的一段时间里被当作“奇技淫巧”“市井娱乐”……
古希腊哲学家亚里士多德（前384-前322）在《问题·十五》中记录了小孔成像的现象，指出洞越小，图像就越清晰，而不管小孔的形象为何，通过的光总是呈现圆形的；在讨论余像时，提到了“视觉暂留”的现象，但也提出了诸如人可视物是因为物体本身会发出光等错误的光学理论。
被誉为几何光学开创者的欧几里德（约前330—前275）著《光学》一书，虽然也赞同视觉出射理论，但指出我们所看到的图像，是由两只眼睛所看到的不同的图像“融合”而成的（双眼视觉），利用几何学讨论“透视”理论，指出光的直线传播并提及反射定律，对平面镜和曲面镜展开研究。
古代镜子以青铜、铜、银或其他金属制作，后来，一种被称为“高锡青铜”的合金被用于制作镜子，其反光和颜色还原度比以前的镜子更好，为光学研究提供了更好的条件。这种合金的确凿起源虽难以考究，但可能与中国的青铜镜“粉以玄锡”的处理技术有关，能提供更明亮和清晰的反射，博物馆收藏的汉唐古镜多有检测到含高锡的薄膜表层，西方文献资料中关于高锡青铜的信息大多描述为1世纪左右在中国出现。高锡青铜后来成为精密光学仪器的重要反射镜原料，直到镀金玻璃等更现代的材料出现。
“明镜之始下型，朦然未见形容，及其粉以玄锡，摩以白旃，鬓眉微毫可得而察。”
——《淮南子·修务训》（西汉刘安王，前2世纪）
公元前1世纪，透镜可能已经被罗马人用作纠正近视的眼镜。
随着吹制玻璃技术的发明，玻璃镜子开始在黎巴嫩发展，但早期玻璃镜制作方法会造成明显的图像扭曲，实用性不高。
希腊数学家海伦（生卒不详，活跃于约62年前后）在其著作《反射光》中描述了凹面镜、凸面镜和平面镜，是已知最早关于希腊镜子的文字记录。他用几何方法研究了平面镜反射，证明入射和反射角度相等。
约160年，希腊数学家克罗狄斯·托勒密（约90-168）的《光学》一书，研究了光线在不同介质中的折射角度，但他可能调整了测量结果以符合其折射角与入射角成正比的错误假设。
托勒密也解释了双眼视觉的现象，将错觉的成因分为光学因素或判断性因素，探讨过视觉暂留现象，描述一个有不同颜色的陶工轮子，在快速旋转的时候颜色会混合成一种，轮子上的圆点看起来像圆圈等。其研究在17世纪以前欧洲和阿拉伯地区很有影响力。
随着罗马帝国的没落，欧洲进入所谓的“黑暗时代”，自然科学研究备受打压。
中国进入“隋唐盛世”，经济繁荣和思想开放为自然科学提供了物质保障，但各种技术门类被排除在科举制度之外，技术研究依靠被视为劳动者的工匠们承担。隋唐时代关于光学的研究更多集中在各种装饰性灯具的发明与制造上。始兴于隋唐的“灯会”，灯轮、灯树、灯楼、灯笼、灯台、影灯、水灯、孔明灯等，成为世人对大唐盛世的经典印象，也可能是最早的光影艺术节。虽然工匠大师们作出了大量贡献，但他们的传承习惯也容易导致重要技艺“失传”，以至于我们如今只能从文人墨客的华丽诗句中猜想其科学原理和机械结构。
弃官隐居的诗人张志和（732—774）在其《玄真子》中亦提及视觉暂留现象，指带有余火快速轮转之时，看上去就像一个连续的环，也谈到光与影的关系、凹镜成像等光学内容。
阿拉伯哲学家肯迪（Al-Kindi，约796年—873）开发了一种理论，认为“世界上的一切，都会向各个方向发出射线，充满整个世界”。他认为亚里士多德的光学观点并不完善，而欧几里得基于几何模型的光学理论（即几何光学）更占优势。肯迪的论文后来被翻译成拉丁文，成为影响欧洲现代光学启蒙的重要阿拉伯文本之一。
参考文献：
Lindberg D. 从肯迪到开普勒的视觉理论[M]. 芝加哥: 芝加哥大学,1976: 19.
伊斯兰黄金时代活跃在巴格达的数学、物理学家伊本·萨尔（Ibn Sahl，约940年—1000年）研究了曲面镜和透镜是如何弯曲和聚焦光线的，提出了一个在数学上等同于“斯涅耳定律”的折射定律（入射角正弦与折射角正弦成固定比例），用于计算当光线聚焦在某一点上时，透镜或曲面镜需要的形状，为透镜制造奠定基础。但此成果当时并未被广泛传播，直到17世纪由威理博·斯涅尔（1580-1626）再次发现。
参考文献：
Rashed R. 人造塑料的先驱: 伊本萨尔的燃烧镜和透镜[J]. 艾西斯(Isis), 1990, 81(3): 464–91.
中国汉代（前202年－220年）出现了一种可以“投影”的“透光鉴”，藏于上海博物馆的“见日之光”便是其中之一。经过现代科学研究，这类镜子的“投影”原理是通过特殊铸造技术，使铜镜正面出现肉眼难辨的低浮雕而形成的，虽非真的透光，但这是古人对投影的成功探索。
透光镜随着对外贸易流传海外，被称为“中国魔镜”，在一些欧洲相关史料中，日本也被认为制作过这种镜子，因此有“东方魔镜”一说，“魔镜投影”这个概念也随之传播，引起很多人的好奇和研究，因此不能排除它对后来相关研究的启发性作用。
而根据沈括的描述，透光镜的制作方法在宋代已经失传。
“世有透光鉴……人有原其理，以谓铸时薄处先冷，唯背文上差厚，后冷而铜缩多。文虽在背，而鉴面隐然有迹，所以于光中现。余观之，理诚如是。然余家有三鉴，又见他家所藏，皆是一样，文画铭字无纤异者，形制甚古。唯此一样光透，其他鉴虽至薄者皆莫能透。意古人别自有术。”
——《梦溪笔谈·器用》（沈括， 11世纪）
反光镜和透镜，也许是动画技术发展史中最容易被忽略重要功臣，是光学研究必不可少的组件，在光学设备中默默地传送着动画影像。
反光镜起源久远难以追溯，古人很可能是从水和石头发现光的反射和折射现象的。
类似案例还有不少，虽然学界对它们真实功能仍在讨论，但古人从透明晶石或玻璃中发现光折射现象是可信的。
小孔成像是投影和摄影技术的核心基础之一，它事实上可发生在任何有小孔的洞穴、树洞、帐篷、石室等人类可能进入的地方，室内也不需要绝对黑暗，只需要室外亮度和室内有显著差异即可，因此有很多机会被人类发现，问题只是这种现象有没有被利用，以及如何利用而已。
唐纳德·佩里和埃里克·伦纳等学者均提出过关于古代暗箱投影（Ancient camera obscura）猜想。
马特·加顿(Gatton M)通过多次实地研究和模型重建实验，证明了这一猜想的实际可行。他认为欧洲石器时代精美的洞穴艺术，部分图像所处的位置和图像变形，有可能来自被偶然发现的，甚至人为制造的小孔成像投影；还指出新石器时代的部分巫术仪式和古希腊的厄琉息斯秘仪等均可能与小孔成像有关。
Perry D. 丛林地面以上的生活[M]. 纽约: 西蒙与舒斯特，1988：46-47.
伦纳(Renner E). 针孔摄影:重新发现历史技术(第三版). 牛津：焦点出版社，2004：3.
Gatton M. 概率与艺术的起源:古照相机理论的模拟[M]// (Papadopoulos C, Moyes H. 牛津考古学光手册.牛津: 牛津大学出版社, 2021: 583-603.
罗马诗人和哲学家卢克莱修（Lucretius，前99-前55）在其著作《物性论》的“感觉与心理画像”中有一段描写被认为是最早的关于动画“似动”原理的文字描述：
“当第一个图像灭亡，然后第二个图像生成另外一个动作时，前者看起来似乎改变了它的姿势。当然，这必须发生得非常迅速。”
虽然这段文字的前文提及在梦境中，但其描述的内容却十分接近19世纪提出的频闪动画原理。卢克莱修斯继承了古代原子学说，尝试从唯物论去解释世间万象。《物性论》的主旨为反驳宗教迷信，涉及大量科学知识和物理现象，本段文字所在段落首句为“没有神像移动的奇迹”，驳斥当时宗教关于神迹现象，如果古代相机和马格德琳骨盘的猜想成立，该文段有可能就是在描述动画的幻动原理已经被用于某些宗教活动。
参考文献：
Wade N J. 视觉的自然史[M]. 伦敦：麻省理工学院出版社, 1999: 207.
小孔成像是投影和摄影技术的核心基础之一，它事实上可发生在任何有小孔的洞穴、树洞、帐篷、石室等人类可能进入的地方，室内也不需要绝对黑暗，只需要室外亮度和室内有显著差异即可，因此有很多机会被人类发现，问题只是这种现象有没有被利用，以及如何利用而已。
唐纳德·佩里和埃里克·伦纳等学者均提出过关于古代暗箱投影猜想[1][2]。
马特·加顿通过多次实地研究和模型重建实验，证明了这一猜想的实际可行[3]。他认为欧洲石器时代精美的洞穴艺术，部分图像所处的位置和图像变形，有可能来自被偶然发现的，甚至人为制造的小孔成像投影；还指出新石器时代的部分巫术仪式和古希腊的厄琉息斯秘仪等均可能与小孔成像有关。
[1] 佩里(Perry D). 丛林地面以上的生活[M]. 纽约: 西蒙与舒斯特，1988：46-47.
[2] 伦纳(Renner E). 针孔摄影:重新发现历史技术(第三版). 牛津：焦点出版社，2004：3.
[3] 加顿(Gatton M). 概率与艺术的起源:古照相机理论的模拟[M]// 帕帕多普洛斯(Papadopoulos C), 莫耶斯(Moyes H). 牛津考古学光手册.牛津: 牛津大学出版社, 2021: 583-603.