通過對光的長期觀察，人們發現了沿著密林樹葉間隙射到地面的光線形成射線狀的光束，從小窗中進入屋里的日光也是這樣。大量的觀察事實，使人們認識到光是沿直線傳播的。為了證明光的這一性質，大約二千四五百年前我國杰出的科學家墨翟和他的學生作了世界上第一個小孔成倒像的實驗，解釋了小孔成倒像的原理。雖然他講的并不是成像而是成影，但是道理是一樣的。
我國很早就利用光的這一性質，發明了皮影戲。漢初齊少翁用紙剪的人、物在白幕后表演，并且用光照射，人、物的影像就映在白幕上，幕外的人就可以看到影像的表演。皮影戲到宋代非常盛行，后來傳到了西方，引起了轟動。一些照相機和攝影機就是利用了小孔成像的原理，景物通過小孔進入暗室，像被一些特殊的化學物質留在膠片上。