La ilusión de las películas se basa en los fenómenos ópticos conocidos comopersistencia de la visión y la fenómeno fi . El primero de ellos hace que el cerebro retenga imágenes proyectadas en la retina del ojo durante una fracción de segundo después de su desaparición del campo de visión, mientras que el segundo crea un movimiento aparente entre imágenes cuando se suceden rápidamente. En conjunto, estos fenómenos permiten que la sucesión de cuadros fijos en una tira de película represente un movimiento continuo cuando se proyecta a la velocidad adecuada (tradicionalmente 16 cuadros por segundo para películas mudas y 24 cuadros por segundo para películas sonoras). Antes de la invención de la fotografía, una variedad de juguetes ópticos explotaban este efecto montando dibujos de fases sucesivas de cosas en movimiento en la cara de un disco giratorio (el fenaquistoscopio , c. 1832) o dentro de un tambor giratorio (el zoótropo, c. 1834). Luego, en 1839,Louis-Jacques-Mandé Daguerre , pintor francés, perfeccionó el proceso fotográfico en positivo conocido como daguerrotipo , y ese mismo año el científico inglésWilliam Henry Fox Talbot demostró con éxito un proceso fotográfico negativo que teóricamente permitía producir impresiones positivas ilimitadas a partir de cada negativo. A medida que la fotografía fue innovada y refinada durante las siguientes décadas, fue posible reemplazar los dibujos de fases en los primeros juguetes y dispositivos ópticos con fotografías de fases posadas individualmente, una práctica que se llevó a cabo amplia y popularmente
El fisiólogo francés Étienne-Jules Marey realizó la primera serie de fotografías con un solo instrumento en 1882; Una vez más, el impulso fue el análisis del movimiento demasiado rápido para la percepción del ojo humano . Marey inventó la pistola cronofotográfica, una Cámara con forma de rifle que grababa 12 fotografías sucesivas por segundo, con el fin de estudiar el movimiento de las aves en vuelo. Estas imágenes fueron impresas en una placa de vidrio giratoria (más tarde, rollo de película de papel) y posteriormente Marey intentó proyectarlas. Sin embargo, al igual que Muybridge, Marey estaba interesado en deconstruir el movimiento en lugar de sintetizarlo, y no llevó sus experimentos mucho más allá del ámbito de la fotografía en serie instantánea o de alta velocidad. Muybridge y Marey, de hecho, llevaron a cabo su trabajo con un espíritu de investigación científica; Ambos ampliaron y elaboraron tecnologías existentes para sondear y analizar eventos que ocurrieron más allá del umbral de la percepción humana. Los que vinieron después devolverían sus descubrimientos al ámbito de la visión humana normal y los explotarían para obtener beneficios.