До XVII в. все камеры-обскуры были стационарными, так как представляли собой обыкновенные затемненные комнаты, в которых можно было вести астрономические наблюдения, как это делали Пенхам и Фризиус, проводить оптические опыты (Леонардо да Винчи и Цезариано) или обводить изображение углем или мелом на бумаге, как это советовали делать Барбаро и Порта. Кардано же предполагал использовать камеру-обскуру в качестве вспомогательного технического средства при постановке развлекательных зрелищ и показе всевозможных чудес. Тем не менее такие камеры-обскуры из-за своей неподвижности не находили должного распространения и являлись большой редкостью.
В XVII в. появляются первые переносные камеры-обскуры. Несмотря на то что они были довольно тяжелыми и громоздкими (наблюдатель все еще помещался внутри), такие камеры стали находить уже более широкое применение. Этим камера-обскура во многом обязана Кеплеру, много сделавшему для ее усовершенствования. Камера-обскура, которой пользовался Кеплер, представляла собой специальную палатку, которая вращалась, давая возможность вести круговой обзор неба или горизонта. В 1600 г. Кеплер начал применять свою камеру-обскуру для наблюдения за движением Солнца, а в 1607 г. он наблюдал с ее помощью прохождение Меркурием солнечного диска. Кеплер как конструктор камер-обскур был настолько авторитетным, что к нему за советом обращались не только ученые, но и художники. Так, в архиве АН СССР хранится письмо тирольского художника М. Штольце, в котором тот просит Кеплера высказать свое мнение о камере-обскуре, сконструированной автором письма для зарисовок с натуры.
Описание камеры-обскуры можно найти в книге Афанасия Кирхера «Великое искусство света и тени» (1671 г.). Там же дается совет, как использовать камеру-обскуру в качестве приспособления для зарисовок с натуры или «волшебного фонаря» (другими словами, проекционного аппарата). Последний совет существенно расширял ее возможности.
Переносная камера-обскура для зарисовок ландшафта. Со старинной гравюры
Между тем работы по усовершенствованию камеры-обскуры продолжались. В 1655 г. появилась первая компактная камера-обскура, которую сконструировал Роберт Бойль. В 1680 г. оригинальную конструкцию камеры-обскуры, напоминающую своим внешним видом современный артиллерийский снаряд, описал Роберт Хук. Камеру-обскуру с зеркалом, которое располагалось в верхней ее части и служило для отражения идущих от рассматриваемых предметов лучей, что позволяло получать прямое изображение, описал в 1685 г. немецкий монах из Вюрцбурга Зан. Одна из многочисленных конструкций разборных камер-обскур принадлежала уже известному нам французскому физику Ж- А. Нолле. Его камера представляла собой четырехгранную пирамиду, состоящую из четырех реек, которые соединялись вверху муфтой, а снизу крепились по углам квадратной рамы. Все это устройство обтягивалось черной светонепроницаемой материей. В муфте помещалась линза. Через нее изображение, улавливаемое подвижным зеркалом, попадало на основание пирамиды, где помещался лист белой бумаги или картона. Камеры-обскуры, подобные этой, сравнительно легкие и удобные для транспортировки, имели широкое распространение в XVIII и начале XIX в. В 1812 г. английский физик У. Волластон заменил в камере-обскуре двояковыпуклую линзу менисковой, снабженной диафрагмой. Этим он добился заметного улучшения резкости по краям изображения.
Первоначально камерой-обскурой пользовались исключительно ученые - оптики и астрономы - для научных опытов и наблюдений. Однако вскоре эта монополия была нарушена, и камера-обскура из инструмента ученых постепенно превратилась в инструмент художников - живописцев, рисовальщиков, граверов, декораторов, - найдя в этом свое истинное призвание. В свою очередь, фиксация с помощью угля или карандаша светового изображения, возникающего в камере-обскуре, натолкнула изобретателей на мысль о химической фиксации этого изображения, что привело в конце концов к изобретению фотографии. Таким образом, стремление художников «механизировать» и ускорить процесс рисования явилось тем толчком, который привел впоследствии к открытию фотографии.
С давних пор художники задумывались над тем, как упростить и облегчить свой далеко не легкий труд. С этой целью они изобретали всевозможные приспособления. Так, еще известный итальянский архитектор XV в. Леон Батиста Альберти предложил одно из таких приспособлений, состоящее из рамы с натянутой на нее прозрачной белой тканью или калькой, через которые была видна натура. Художнику лишь оставалось обвести углем на ткани или кальке контуры видимого на них изображения, после чего этот рисунок переводили на картон или полотно. Завесой - так называлось это приспособление - могла также служить рама с натянутыми нитями, которые образовывали на ней определенное количество клеток. Перед художником лежал лист бумаги (картон, полотно), расчерченный на такое же количество клеток. Глядя на натуру сквозь такую раму, художнику, даже малоопытному, не составляло особого труда сделать довольно точный рисунок с натуры.