До начала 1950-х годов форма экрана, или соотношение сторон (выраженное как отношение ширины кадра к его высоте), обычно составляло 1,33 к 1, или 4 к 3. В середине 1950-х годов это соотношение стало стандартным — 1,85 к 1 в Соединенных Штатах и 1,66 или 1,75 к 1 в Европе. Более широкое изображение достигалось за счет использования той же пленки, но с меньшей диафрагмой в проекторе, а также за счет применения объективов с меньшим фокусным расстоянием.
Многие люди считают, что, хотя зрение в крайних точках поля зрения обычно не несет большой информации для глаз, оно существенно усиливает иллюзию реальности, когда присутствует. Поэтому были периоды, когда производители фильмов пытались представить чрезвычайно широкие форматы. Еще в 1929 году фильмы Grandeur демонстрировались на 70-миллиметровой пленке вместо стандартной 35-миллиметровой, чтобы расширить поле зрения.
В 1952 году была предпринята радикальная атака на широкоэкранную проекцию в виде Cinerama, в которой использовались три проектора и изогнутый экран. Расширенное поле зрения позволило значительно увеличить иллюзию реальности, особенно при показе таких захватывающих и зрелищных сюжетов, как спуск с саночной горки. При этом возникали технические проблемы, включая необходимость перевозки трех камер, закрепленных под нужными углами на санях или другом транспорте, синхронизацию трех отдельных фильмов, а также согласование структуры изображения и яркости по краям стыковки на экране. После 1963 года Cinerama заменила свой трехпленочный процесс на 70-мм анаморфотную систему с соотношением сторон 2,75 к 1.
Использование анаморфотных объективов для широкоэкранной проекции было представлено в системе CinemaScope в 1953 году. Анаморфотная оптическая система фотографирует с другим увеличением по горизонтали, чем по вертикали. Объектив как бы сжимает изображение, так что на пленке фигуры кажутся высокими и тонкими. Объектив на проекторе меняет эффект на противоположный, так что изображения на экране вновь приобретают нормальные пропорции.
В 1955 году компания Todd-AO представила более широкий фильм (снятый на 65-мм негатив и напечатанный на 70-мм позитив для проекции), к которому было добавлено несколько звуковых дорожек. Как и анаморфотные системы, более широкий формат можно было получить с помощью одного проектора. Первые два фильма Todd-AO, «Оклахома!» (1955) и «Вокруг света за 80 дней» (1956), были сняты с частотой 30 кадров в секунду, что обеспечило почти полное отсутствие мерцания; сейчас 70-мм фильмы снимаются и проецируются с частотой 24 кадра в секунду.
В парках развлечений и на всемирных выставках часто использовалась 360-градусная проекция. Первая система была представлена в парке развлечений Диснейленд в 1955 году. Сначала в проекции участвовали 11 16-мм проекторов и экранов, а позже — девять 35-мм проекторов. Зрители стояли на низкой платформе в центре. Результат получился чрезвычайно реалистичным. В одной из сцен, показывающей вид с канатной дороги в Сан-Франциско, зрители непроизвольно наклонялись на поворотах, как будто они действительно находились на канатной дороге. Однако этот формат имеет ограниченное применение для общего повествования.
В 1980-х годах усилия по улучшению качества изображения шли по двум направлениям: увеличение частоты кадров (Showscan работает со скоростью 60 кадров в секунду) или увеличение общего размера изображения — как по высоте, так и по ширине (IMAX и Futurevision). В этих форматах звуковые дорожки обычно печатаются на отдельной магнитной полосе пленки.
Еще одним проектом, призванным улучшить иллюзию реальности в кино, стал стереоскопический, или трехмерный, кинематограф. В «трехмерных» фильмах используются две камеры или одна камера с двумя объективами. Центры объективов расположены на расстоянии 2 1/2 — 2 3/4 дюйма друг от друга, чтобы воспроизвести смещение между левым и правым глазами зрителя. Каждый объектив записывает немного разное изображение, соответствующее разному виду, который видит каждый глаз при нормальном зрении.
Несмотря на многочисленные попытки создать «3-D без очков» (в частности, в СССР, где в течение многих лет использовался экран из вертикальных планок), зрителям приходилось надевать один из двух типов специальных очков для просмотра трехмерных фильмов. В ранней анаглифной системе одна линза очков была красной, а другая — зеленой (позже — синей). Картинка на экране при просмотре без очков выглядела как два слегка смещенных изображения, одно с красными линиями, другое с зелеными. Каждая линза очков затемняла свой противоположный цвет, так что каждый глаз видел только предназначенное для него изображение.
Система Polaroid, используемая для коммерческих 3-D фильмов с начала 1950-х годов, основана на светополяризующем материале, разработанном американским изобретателем Эдвином Х. Лэндом в 1932 году. В этом методе, известном как Natural Vision, два фильма записываются с помощью линз, которые поляризуют свет под разными углами. Линзы очков, которые надевают зрители, поляризованы аналогичным образом, так что каждая из них пропускает соответствующий вид и блокирует другой. Ранние версии Polaroid 3-D использовали два взаимосвязанных проектора для синхронизации двух изображений. В более поздней системе, возрожденной в 1970-х и 1980-х годах, левый и правый компоненты располагались вертикально на полурамках высотой в два отверстия для звездочек. Изображения сходились с помощью зеркала и/или призмы.
