Wiele postaci w świecie starożytnym miało pomysły na temat wizji. Platon, Arystoteles, Euklides, Ptolemeusz i Galen mieli swoje pomysły, ale większość z nich była spekulacją. Nie były one oparte na żadnej metodzie naukowej.
Alhazen (965 - ok. 1040) prowadził badania i eksperymenty nad percepcją wzrokową. Rozszerzył prace Ptolemeusza na temat widzenia obuocznego i skomentował anatomiczne prace Galena.
Leonardo da Vinci (1452-1519) jest uważany za pierwszego, który dostrzegł specjalne właściwości optyczne oka. Napisał on: "Funkcja ludzkiego oka ... została opisana przez wielu autorów w pewien sposób. Ale znalazłem to, aby być zupełnie inny". Jego głównym odkryciem doświadczalnym było to, że wyraźne i jasne widzenie istnieje tylko na linii wzroku, linii optycznej, która kończy się na fovea. Chociaż nie użył tych słów dosłownie, jest on ojcem współczesnego rozróżnienia między widzeniem bruzdowym a peryferyjnym.
Hermann von Helmholtz zbadał ludzkie oko i doszedł do wniosku, że z optycznego punktu widzenia jest ono dość słabe. Zła jakość informacji zbieranych przez oko uniemożliwiła mu widzenie. Sądził więc, że widzenie może być jedynie wynikiem jakiejś formy nieświadomego wnioskowania. Oprócz informacji z oczu, mózg wykorzystuje również informacje z poprzednich doświadczeń. Świat doświadczany jest budowany na podstawie założeń i wniosków z niekompletnych danych, z wykorzystaniem wcześniejszych doświadczeń ze światem.
Przykłady znanych założeń, opartych na doświadczeniu wizualnym, to:
- światło przychodzi z góry
- obiekty zazwyczaj nie są oglądane od dołu
- twarze są widziane (i rozpoznawane) w pozycji pionowej.
- bliższe obiekty mogą zasłaniać widok bardziej odległych obiektów, ale nie odwrotnie
- figury (tj. obiekty pierwszoplanowe) mają zwykle wypukłe granice
Badania złudzeń wzrokowych (przypadków, w których proces wnioskowania przebiega nieprawidłowo) przyniosły wiele informacji na temat tego, jakiego rodzaju założenia przyjmuje system wizualny.
