遠近法
中世以後初めて透視法的表現を用いたのは、13世紀 - 14世紀のイタリアの画家チマブーエ（「荘厳の聖母[1]」）、ピエトロ・カヴァッリーニ（「聖母の誕生[2]」）、ドゥッチョ・ディ・ブオニンセーニャ（「」）らであった。ルネサンスの先駆者ジョット・ディ・ボンドーネは代数を利用した透視図法を試みている。しかし線形比率の問題は等間隔に置かれた複数の線形間の距離が正弦依存して減少することであり、各々の線形比率を決定するには帰納的な比率の適用が不可欠となる。これは20世紀になってエルヴィン・パノフスキーによってはじめて解決されたものである。ジョットは作品「大祭司カヤファの前のイエス[3]」ではじめて自らの透視図法を利用した。それは現代の画法幾何学と同じものではないが相応の奥行き感を表しており西洋絵画における大きな前進であった。ジョットの透視図法は精密の度を増してゆき（「礼拝堂の眺め[4][5]」）[6]、また、ジョットを承けたアンブロージョ・ロレンツェッティは、遠ざかる平行線を一点で消失するように描いている（「聖告[7]」）[8]。
望遠鏡
ガリレオ・ガリレイはハンス・リッペルスハイの発明を知った後、1609年5月に1日で作った望遠鏡を初めて天体に向けた。そのころの接眼レンズは凹レンズで正立像だが、倍率は低いものであった。その後は、目の能力を拡大するために、様々な光学の要素技術開発にともない、様々な種類の天体望遠鏡、フィールドスコープ、双眼鏡等が開発された。19世紀から20世紀にかけて発達した写真技術を使い、肉眼での観察から、より客観的な測定ができる天体観測が行われるようになった。20世紀に入って、電子工学の発展に伴い、光学系としての望遠鏡に附属する観測装置の開発が進んだ。光電効果を利用した光電測光器による光電測光技術が発達し、マイクロチャンネルプレートなどを使った暗視装置が誕生した。現在ではCCDイメージセンサを冷却して撮像する冷却CCDカメラによって100%近い光子を検出できるようになった。また、電磁波領域におけるレーダーや宇宙通信等の測定装置開発から、電波望遠鏡が誕生した。そして、宇宙技術の進展に伴い、人工衛星として宇宙空間に設置する宇宙望遠鏡へと発展を遂げた。それらの要素技術との組み合わせによって、ニュートリノ望遠鏡、重力波望遠鏡等も生まれ、21世紀初頭の現在、全ての波長に対する観測装置が出揃うことになった。