У многих деятелей древнего мира были идеи о зрении. У Платона, Аристотеля, Евклида, Птолемея и Галена были свои идеи, но большинство этих идей были спекуляциями. Они не были основаны на каком-либо научном методе.
Альхазен (965 - 1040 гг.) проводил исследования и эксперименты по зрительному восприятию. Он расширил работу Птолемея о бинокулярном зрении и прокомментировал анатомические работы Галена.
Леонардо да Винчи (1452-1519) считается первым, кто признал особые оптические качества глаза. Он писал: "Функция человеческого глаза ... была описана большим количеством авторов определенным образом. Но я обнаружил, что она совершенно иная". Его главный экспериментальный вывод заключался в том, что отчетливое и ясное зрение существует только на линии зрения, оптической линии, которая заканчивается в фовеа. Хотя он не использовал эти слова буквально, он фактически является отцом современного различия между фовеальным и периферическим зрением.
Герман фон Гельмгольц исследовал человеческий глаз и пришел к выводу, что оптически он довольно плох. Ему показалось, что некачественная информация, собираемая глазом, делает зрение невозможным. Поэтому он решил, что зрение может быть только результатом неких бессознательных умозаключений. Помимо информации, получаемой от глаз, мозг использует информацию из предыдущего опыта. Мир, воспринимаемый человеком, строится на основе предположений и выводов из неполных данных, используя предыдущий опыт.
Примерами известных предположений, основанных на визуальном опыте, являются:
- свет исходит сверху
- объекты обычно не рассматриваются снизу
- лица видны (и узнаваемы) в вертикальном положении.
- более близкие объекты могут перекрывать обзор более удаленных объектов, но не наоборот
- фигуры (т.е. объекты переднего плана), как правило, имеют выпуклые границы
Изучение зрительных иллюзий (случаев, когда процесс умозаключения идет неправильно) позволило многое понять о том, какие предположения делает зрительная система.