Dans Ad Vitellionem paralipomena, publié en 1604, Kepler y décrit les principales composantes de l’œil. La cornée et le cristallin réfractent les rayons lumineux pour former une image inversée sur les récepteurs de la vue contenus dans la rétine. Kepler prend conscience qu’il introduit une profonde rupture entre la science de la vision et l’approche philosophique de la lumière de l’époque. Sachant que l’œil n’est qu’un instrument d’optique, on découvre les causes de la cécité : le détachement de la rétine; la cataracte – opacité du cristallin; le glaucome – maladie altérant le nerf optique; etc.

Sur la rétine, la tache jaune (macula) contient la fovéa où la plus forte concentration des récepteurs procure à l’œil son exceptionnelle finesse. Ainsi, on ne voit une aiguille tombée au sol qu’au moment où son reflet se focalise sur la fovéa.

Avec l’ouvrage de Kepler, la lumière devient le véritable sujet d’étude en physique. Kepler y précise que la lumière

s’écoule avec une vitesse infinie dans toutes les directions à partir de sa source selon des lignes droites sans fin nommées rayons. Les premières théories de la lumière, fondées sur le concept de rayon lumineux, constitueront

l’optique géométrique que nous connaissons aujourd’hui où les concepts d’image, d’objet, de réflexion, de réfraction sont expliqués par des lois physiques et par des principes mathématiques stricts qui peuvent être représentés sur papier par des constructions géométriques simples. Grâce à ces découvertes, les contemporains de Galilée ne pouvaient plus douter des images perçues par la lunette astronomique.