La codificazione prospettica del Rinascimento si consolida intorno a due regole fondamentali: la cosiddetta "costruzione legittima" brunelleschiana basata sull'intersezione della piramide visiva in pianta e alzato, e quella che Albrecht Dürer chiamava "la via più breve", ossia la costruzione con punto di distanza. Queste regole consentivano di disegnare solo gli oggetti vicini e geometricamente definiti. Tutto il resto, dalla figura umana al paesaggio, sfuggiva a qualsiasi controllo geometrico e dipendeva totalmente dall'abilità del pittore. La necessità di far fronte a quella che evidentemente appariva come una macroscopica incongruenza operativa, porta gradualmente alla definizione di una "terza regola", come la definisce Ludovico Cigoli, che contemplava l'uso metodico e consapevole degli strumenti. Dopo il fondamentale contributo di Dürer, autore del più famoso prospettografo del Rinascimento, il cosiddetto "sportello", l'invenzione degli strumenti costituirà uno dei temi centrali della ricerca sulla rappresentazione dello spazio.

L'importanza della prospettiva per l'arte militare è espressa esemplarmente da Egnazio Danti, il cosmografo di Cosimo I cui dobbiamo l'importante commento a Le due regole della prospettiva pratica di Giacomo Barozzi da Vignola (1583). Nella dedicatoria al comandante delle truppe pontificie, Giacomo Boncompagni, Danti segnala come "oltre a tanti comodi, che [la prospettiva] apporta all'arte Militare, reca ancora giovamento notabile all'espugnatione, et difesa delle fortezze, potendosi con gli strumenti di quest'Arte levare in disegno qual si voglia sito senza accostarvisi, et haverne non solamente la pianta, ma l'alzato con ogni sua particolarità; et le misure delle sue parti proportionate alla distanza, che è tra l'occhio nostro, e la cosa che habbiamo messa in disegno". Rispetto al metodo topografico già descritto da Leon Battista Alberti e codificato da Gemma Frisius, che prevedeva una serie di triangolazioni effettuate da almeno due stazioni di rilevamento, la prospettiva forniva gli strumenti concettuali e pratici per eseguire speditamente corrette mappe topografiche da una sola stazione.

I concetti di misura e rappresentazione che contraddistinguono la ricerca prospettica rinascimentale trovano un importante sviluppo con la diffusione del cannocchiale galileiano. Galileo presenta lo strumento come un'invenzione basata sulle "più recondite speculazioni di prospettiva", intendendo certamente riferirsi alla parte allora meno conosciuta dell'ottica geometrica, ossia la diottrica. Negli scritti dello scienziato, tuttavia, il termine "prospettiva" è liberamente usato per indicare sia la teoria della visione, sia la scienza della rappresentazione, e il cannocchiale ci è presentato ora come uno strumento ottico per lo studio delle lenti, ora come uno strumento militare per osservare le navi nemiche e rilevare i campi di battaglia, e ora come uno strumento prospettico per "disegnare le facce della luna… et imitarle a capello". I ritratti della Luna affascineranno anche gli ambienti cortigiani, e il disegno delle macchie solari, dei satelliti di Giove e degli anelli di Saturno, diverrà uno strumento indispensabile della nuova astronomia telescopica.