Trójwymiarowy kozioł

Zasada Fermata to zasada najmniejszego działania. Mówi ona o tym, że światło biegnie pomiędzy dwoma punktami po linii, dla której droga optyczna L (iloczyn drogi geometrycznej światła w danym ośrodku s i bezwzględnego współczynnika załamania światła ośrodka) n jest najkrótsza.

Zasada Fermata stoi u podstaw praw odbicia i załamania światła. Prędkość rozchodzenia się światła w szkle jest mniejsza niż w powietrzu: światłu się "opłaca" krótszy przebieg w szkle i nieco dłuższy w powietrzu. II prawo Sneliusa właśnie to oddaje: stosunek sinusów kątów (padania α i załamania β) jest równy stosunkowi prędkości.

Trójwymiarowy obraz kozła powstaje dzięki prostopadłościennej klatce: promienie światła biegną do trzech ścianek i na nich się załamują. To, co widzi nasze oko, to swego rodzaju "rzuty techniczne" na płaszczyznę ścianek bryły. Promienie, które widzimy, nie biegną prostopadle do ścianek, dlatego obserwowany obraz nie jest dokładnie rzutem trójwymiarowym, ale pewnego rodzaju "aksonometrią": widzimy kozła z trzech kierunków, ale niezupełnie prostopadłych.