我國古代取火的工具稱為“燧”，有金燧、木燧之分。金燧取火於日，木燧取火於木。根據我國古籍的記載，古代常用“夫燧”、“陽燧”（實際上是壹種凹面鏡，因用金屬制成成， 所以統稱為“金燧”）來取火。古代人們在行軍或打獵時，總是隨身帶有取火器，《禮記》中就有“左佩金燧”、“右佩木燧”的記載，表明晴天時用金燧取火，陰天時用木燧取火。陽燧取火是人類利用光學儀器會聚太陽能的壹個先驅。講到取火，古代還用自制的古透鏡來取火的。公元前2世紀，就有人用冰作透鏡，會聚太陽光取火。《問經堂叢書》、《淮南萬畢術》中就有這樣的記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生。”我們常說，水火不兼容，但制成冰透鏡來取火，真是壹個奇妙的創造。用冰制成透鏡是無法長期保存的，於是便出現用玻璃或玻璃來制造透鏡。
《華嚴經》菩薩問明品 記載“勤首菩薩以頌答曰： 如鉆燧求火，未出而數息，火勢隨止滅，懈怠者亦然。如人持日珠，不以物承影，火終不可得，懈怠者亦然”。
2、針孔成像和影的認識
公元前4世紀，墨家就做過針孔成像的實驗，並給予分析和解釋。《墨經》中明確地寫道：“景到（倒），在午有端，與景長，說在端。”這裏的“午”即小孔所在處。這段文字表明小孔成的是倒像，其原因是在小孔處光線交叉的地方有壹點（“端”），成像的大小，與這交點的位置無關。從這裏也可以清楚看到，古人已經認識到光是直線行進的，所以常用“射”來描述光線徑直向前。北宋的沈括在《夢溪筆談》中也記述了光的直線傳播和小孔成像的實驗。他首先直接觀察在空中飛動，地面上的影子也跟著移動，移動的方向與飛的方向壹致。然後在紙窗上開壹小孔，使窗外飛的影子呈現在窒內的紙屏上，沈括用光的直進的道理來解釋所觀察到的結果：“東則影西，西則影東”。墨家利用光的直線傳播這壹性質，討論了光源、物體、投影三者的關系。《墨經》中寫道：“景不徙，說在改為。”“光至，景亡。若在，盡古息。”說明影是不動的，如果影移，那是光源或物體發生移動，使原影不斷消逝，新影不斷生成的緣故。投影的地方，如果光壹照，影子就會消失，如果影子存在，表明物體不動，只要物體不動，影子就始終存在於原處。墨家對本影、半影也作了解釋。《墨經》中有這樣的記載：“景二，說在重。”“景二，光夾。壹，光壹。光者，景也。”意思是壹物有兩種投影（本影、半影），說明它同時受到兩個光源重復照射的結果（“說在者”，“光夾”）、壹種投影，說明它只受壹個光源照射，並且強調了光源與投影的聯系（“光者，景也”）。與此相連，墨家還根據物和光源相對位置的變化，以及物與光源本身大小的不同來討論影的大小及其變化。
3、對面鏡的認識
墨子對凹面鏡、凸面鏡和平面鏡成像的原理也進行了比較系統的研究，已發現了凹面鏡焦點的存在。如墨家對凹面鏡作了深入的觀察和研究，並在《墨經》中作了明確、詳細的記載。“鑒低，景壹小而易，壹大而正，說在中之外、內。”“低”表示深、凹之意；放在“中之內”，得到的像是比物體大而正立的。雖然他尚把球心和焦點混淆在壹起，但這些實驗是世界上最早的光學實驗，具有重大的科學意義。李約瑟曾把墨子光學與古希臘光學進行比較，指出墨子的光學研究“比我們任何所知的希臘為早”，“印度亦不能比擬”。
北宋沈括對凹面鏡的焦距作了測定。他用手指置於凹面鏡前，觀察成像情況，發現隨著手指與鏡面距離的遠近變化，像也發生相應的變化。在《夢溪筆談》中作了記載：“陽燧面窪，以壹指迫而照之則正，漸遠則無所見，過此遂倒。”說明手指靠近凹面鏡時，像的正立的，漸漸遠移至某壹處（在焦點附近），則“無所見”，表示沒有像（像成在無窮遠處）；移過這段距離，像就倒立了。這壹實驗，既表述了凹面鏡成像原理，同時也是測定凹面鏡焦距的壹種粗略方法。
墨家對凸透鏡也進行了研究。《墨經》中寫道：“鑒團，景壹。說在刑之大。”“鑒團”即凹面鏡，也稱團鏡。“景壹”表明凸面鏡成像只有壹種。“刑”同形字，指物體，它總比像大。我們的祖先，利用平面鏡能反射光線的特性，將多個平面鏡組合起來，取得了有趣的結果。如《莊子·天下篇》的有關註解《莊子補正》中對此作了記載：“鑒以鑒影，而鑒以有影，兩鑒相鑒，則重影無窮。”這樣的裝置，收到了“照花前後鏡，花花交相映”的效果。《間經堂叢書》、《淮南萬畢術》中記有“取大鏡高懸，置水盆於其下，則見四鄰矣。”表明很早就有人制作了最早的開管式“潛望鏡”，能夠隔墻觀望戶外的景物。
此外，漢代發明的透光鏡，能夠反射出銅鏡背面的精美圖像，是中國古代光學的壹大發明，現在仍引起中外學者的關註。
4、對虹的認識
虹是壹種大氣光學現象，從公元6世紀開始，我國古代對虹就有了比較正確的認識。唐初的孔穎達（574-648）曾概括了虹的成因，他認為“若雲薄漏日，日照雨滴則虹生。”明確指出產生虹的3個條件，即雲、日、“日照雨滴”。沈括對此也作過細致的研究，並作實地考察。在《夢溪筆談選註》中寫道：“是時新雨霽，見虹下帳前澗中。”予與同職扣澗觀之，虹兩頭皆垂澗中。使人過澗，隔虹對立，相去數丈，中間如隔綃觳，自西望東則見；蓋夕虹也。立澗之東西望，則為日所鑠，都無所睹。”指出虹和太陽的位置正好是相對的，傍晚的虹見於東方，而對著太陽是看不見虹的。地虹有了認識之後，便可以人工造虹。8世紀中葉，唐代曾有過這樣的試驗：“背日噴呼水成虹霓之狀”，表示背向太陽噴出小水珠，便能看到類似虹霓的情景。
5、墨經光學八條
墨翟（約公元前478年——前392年），是墨家學派的創始人。戰國時期的政治家、科學家。他和他的門徒根據古代勞動人民在實踐中認識到的光學知識，研究總結出八條帶規律性的經驗，記錄在《墨經》中，分條厘說，通稱“墨經光學八條”，是《墨經》中精粹部分之壹。光學八條直接涉及到光學應用中壹些問題。
發光體照射物體形成影子，是大自然中最普通的現象，又是攝影師在藝術造型中饒有興趣的問題。《墨經》中的光學論述，首先是以此開始的。“光學八條”中的第壹、第二條是：經：景徙。說在改為。說：景光至，景亡。若在，盡，古息。（第壹條）經：景二。說在重。說：景，二光，夾，壹光。壹光者景也。（第二條）
大意是說影子產生的原因。在光照到的地方，就沒有影子；如果有影子，那就是光被物體遮擋。進壹步說，如果光源、物體和承影面相對靜止，那麽影子的位置也相對固定。當兩個光源同時照射壹個物體時，就產生了二個“半影”夾持著壹個“本影”；壹個光源照射時只有壹個影子。這二條反映了古代人民對光學現象最樸素的認識。還有壹條頗值得註意，它直接論述到針孔成像的原理。原文是：經：景到，在午有端；與景長，說在端。說：景光之人照若射，下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景於上，首蔽上光，故成景於下。在遠近，有端與於光，故景庫內也。（第三條）
這條大意是說，影子倒過來是因為光線在小孔處匯成光束所致，“午”是指光束相交之點，即針孔處。光線好象箭壹樣直線傳播著，從下方來的光線通過小孔成象於上方，從上方來的光線成像於下方。經說最後壹句“在遠近有端於光”，近代學者多解釋為類似攝影光學中物距、像距的概念。“這可以說明現今照像者進退暗箱的理由”。第五條論述的是關於光的強弱關系。結論是：發光體遠近決定光的強度。類似現代光度學概念。四、六兩條是解釋平面鏡反射現象。
中國古代，冶煉技術十分發達。隨之而來的是銅鏡制造工藝，根據文字記載和考古的發現，當時的銅鏡不僅有平面鏡，而且根據不同用途制成了凸面鏡或凹面鏡，凹面鏡，古稱陽燧，是人們利用陽光聚焦取火的工具。古代沒有專門掌管陽燧的官職，《周禮》卷七十《秋官·司寇下》記載：“司烜（音火。古官職名）氏掌以夫遂，取明火於日。”東漢鄭玄註：“夫遂，陽燧也。”應該指出的是，凹面鏡在現代應用攝影光學中占有重要地位。近來出現折反式攝影鏡頭，已進壹步證明了這壹點。古人已認識到物體放在球心外時，獲得的是比物體小的倒立像。當物體在球心內時，得到的是比物體大的正立像。即經中所說“鑒低，景，壹小而易，壹大而擊。說在中之外，內。 概括起來，可推斷那時人們已經懂得：1. 光的直線傳播；2. 影子的成因及變化規律；3. 針孔成像的道理；4. 針孔暗箱成像時，物、像大小取決於物距和像距的關系；5. 類似放大率的概念；6. 凹面反光鏡前焦點到球心，這壹區域在成像中的特殊意義。墨經光學八條，體現了先秦時期我國人民在科學研究方面的突出貢獻。由於認識水平的限制，用今天的眼光看來，帶有明顯的片面性和不完整性。《墨經》的內容，盡管文字深奧難解，但學術界各家的註疏基本壹致，其內容本身是不容置疑的。墨家學派形成後，開辟了中國的“格致之學”，對後人研究攝影光學有所啟迪。
6、光學折射現象的發現
《墨經》中沒有論及光線在不同介質中傳播時產生的折射現象，這是因為當時的工藝制造條件，尚不能提供理想的透明玻璃，而折射現象直接關系到透鏡成像理論基礎。公元前139年西漢淮南王劉安主持編修的《淮南萬畢術》中除了重復“陽燧見日則火生”的說法外，還出現了用冰制造透鏡的記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影則火生。”另據《西京日記》記載，漢武帝（公元前140年——前87年）時，已知道用白光琉璃將陽光折入暗室使成為白晝。又據清代林誌誠著《事類統編》稱：北魏時（386——581）西域月氏國商人用礦石制成人造有色琉璃。曾做了壹間可容百人的房子，四周利用人造琉璃折光，使室內光色映澈。及至宋代劉歧寫的《暇日記》也談到利用水晶折光將陽光焦聚，照亮陰暗的案牘。
北宋大科學家沈括（1031——1095），在他的著作《夢溪筆談》中，進壹步對小孔成像理論和凹面反光鏡作了分析和解釋，取得新的成果。他用生動的比喻說明小孔成像是因為光線穿過“礙”（即小孔）形成光束所造成的結果。以後，人們在日常生活裏，多次觀察到由於客觀條件的巧合而形成的小孔成像現象，遂引起廣泛的註意，而尤為歷代文人所重視，古籍中也常有記載。元代陶宗儀的著名筆記著作《輟耕錄》中說：“平江虎丘閣，版上有壹竅。當日色清朗時，以掌大白紙承其影，則壹寺之形勝，悉於此見之。但頂反居下耳，此固有象可寓，非幻出者。”又說：“松江城中有四塔……夏監運家乃在四塔之東，而小室內卻有壹塔影，長五寸許，倒懸於西壁之上，不知從何而來。然不常有，或時見之焉，是又不可曉也。
明代劉侗、於奕正著《帝京景物略》提到北京天寧寺中的小孔成像，並且做了壹些解釋。原文是“塔倒影，在大土殿。日方中，闔殿中門，日入門罅，塔全影倒現石上。昔人雲：影從罅入，空中物則旁礙，礙則影束，影束則倒。……今懸鏡中像，過旁鏡，其物正倒也，陽燧倒影者，日光倒入也。又光從上來，層十三具，光壹再傳，物體則小也……。”明清時期的北京廟宇慈慧寺，也是當時以倒影著稱而吸引遊客的古跡。
“針孔成像”的現象，引起人們愈來愈大的興趣。為了進壹步研究，元代科學家趙友欽設計了壹個相當龐大的光學實驗。他把壹整座房屋作為實驗室。在左右隔開的二間房內，各掘壹個不同深度圓井。井口處各置小孔，樓房的活動棚頂作承影屏，用上千支蠟燭做發光體。通過預先設計的實驗程序得出以下結論：“針孔”擴大到相當大時，不能成像；“針孔”相當小時，屏上的像和光源形狀相同，但方向相反；“照度”和距離成反比關系。
趙友欽把這次實驗的過程和結果，寫成壹篇論文，叫《小罅光景》，收入他的自然學文集《革象新書》。這部書後來被收入明代編纂的大型類書《永樂大典》中。趙友欽的試驗，使用了上千支蠟做發光體，在攝影學的意義上說明他已認識到像是由許多光點所構成。其實驗場所可以說是最大的暗箱。趙友欽的論文《小罅光景》的學術水平當時在世界上是領先的。
明末清初的科學家方以智（字密之，號曼公。1611——1671），也在他所著的《物理小識》壹書裏敘述了他親自做過的小孔成像實驗：“屋漏小罅，日影如盤。嘗以紙征之，刺壹小孔，使日照壹石，適如其分也；手漸移而高，光漸大於石矣；刺四、五穴，就地照之，而四、五穴各為光影也；手漸移而高，光合為壹，而四、五穴之影，不可復得矣。”說明方以智的這個實驗，是對於小孔成像的條件和影響影像大小的具體因素規律性的探索。
7、透鏡暗箱
攝影術的發明和應用離不開暗箱。針孔暗箱雖能成像，但正如趙友欽實驗結果那樣，它存在著致命的缺點，即不能解決影像亮度和清晰度之間的矛盾。所以，透鏡暗箱的出現，使光學應用技術前進了壹大步。歐洲在文藝復興時期，畫家已廣泛使用透鏡暗箱，不過那時只作為壹種繪畫的輔助工具而已。明末清初，壹些西方傳教士來到中國，促進了中西文化的交流，隨之，壹些光學器具也開始傳入中國。首先傳入的是各種透鏡，包括眼鏡和放大鏡。清代趙翼在《陔餘叢考》中說：“古未有眼鏡，至明始有之，本來自西域。”清代以後，廣東省出現了用近代方法制造玻璃的工業，為國內磨制光學透鏡提供了物質條件。
清初的光學器具制造家孫雲球，是中國磨制透鏡的高手。孫雲球，字文玉，又字泗濱。江蘇吳縣人。生於崇禎初年，死於康熙年間，僅活了33歲。他的父親誌儒，曾任福建漳州知府。孫雲球小時聰明異常，13歲時就讀於吳江縣縣學。不久父親故去，家道中落，靠賣草藥奉養母親。他喜歡鉆研機械，自制鐘表，青年時代，就成了著名的透鏡制造家。史書記載：“昔虎丘孫雲球以西洋鏡制昏眼、近光、童光等鏡，為七十二種。又有遠鏡、火鏡、端容鏡、攝光鏡、夕陽鏡、顯微鏡……。”並著有《鏡史》壹書，可惜已經失傳。證明當時國內已經能自制攝影鏡頭（即所稱“攝光鏡”），出現了壹些用攝影鏡頭裝配的光學器具，影戲燈就是其中之壹。
所謂“影戲燈”，就是現在所說的幻燈機，或攝影用的放大機。其實，我國早在公元前三世紀時的古籍《韓非子》中就記載了古人放映幻燈的壹段故事。大意是：周君請壹個人為他作畫，三年後畫畫好了。看的時候，需要築壹高墻，墻上開小孔，然後插入“筴”（相當於幻燈片），在有陽光的時候才能觀看，“盡成龍蛇禽獸車馬，萬物之狀具備。”可惜的是，這種針孔的幻燈機沒有得到發展和改進。
清代學者顧祿（鐵卿）曾記載了當時流傳於民間的影戲燈的情況，他說：“其法皆傳自西洋歐邏巴諸國，今虎邱人皆能為之。燈影之戲，則用高方紙木匣，腹貯油燈，燃炷七八莖。其火焰適對正面之孔。其孔與匣突出寸許，作六角式，須用攝光鏡重疊為之，乃通靈耳……中嵌玻璃，反繪戲文……將影攝入粉壁，匣愈遠而光愈大，惟室中盡滅燈光，其影始得分明也……。”有趣的是，文中提到“須用攝光鏡重疊為之”說明使用的是“復式鏡頭”，而這時恰恰是歐洲風景暗箱流行的時期，當時復式鏡頭在世界上標誌先進的光學技術水平。