En 1604 Kepler publicó Astronomiae Pars Optica, la obra que transformó la óptica de ciencia de la visión en geometría de la luz. Kepler analizó cómo el ojo forma imagen sobre la retina, explicó la inversión de la imagen y estableció el principio del trazado de rayos punto a punto desde objeto hasta imagen. La obra funcionó como puente entre el Kitāb al-Manāẓir de Alhazen —que describía la visión correctamente pero sin matemática de formación de imagen— y la óptica experimental de Newton. Kepler también explicó por qué los instrumentos de aumento funcionan, dando base teórica a telescopios y microscopios antes de que existiera una teoría de la luz.