大約在公元12世紀，正當此時的仿羅馬式建築綜合了各種藝術風格，如近東、羅馬、拜占庭等風格而廣佈於歐洲時，另一種被稱作「哥特式」的藝術在法國逐漸形成，而後擴展至全歐洲，並且一直延續到十五世紀。這一風格與羅馬式教堂最大的不同在於它悠深的光色，這與其窗戶設計有直接的關係。此時窗戶不再是像以前那樣只在牆上開一個洞而已，它們開始試圖佔據整面牆壁的面積，並且延綿四周，透明建築的概念開始逐漸引入。而裝飾窗戶的彩色玻璃，設計美觀，陽光從外面射入，透過五彩繽紛的色彩，營造出聖潔的氣氛。

一般來說，在哥德式教堂內部的彩色玻璃或者是以複雜的圓形構圖加以裝飾， 或者以耶穌、聖瑪麗亞、聖徒或王族等人物的大型獨身象為彩色玻璃的圖像，或者裝飾以聖經為題材的故事圖像。色彩斑斕，光幻陸離。

在盧浮宮有那麼幾塊玻璃畫專門放在玻璃罩之內，然後在玻璃畫後方放上一批日光燈。強烈的人造光線從後面透過彩色玻璃射出來，形成了很強烈很美的效果。但是，這種情況的成功之處在於它的光源是人工射燈製造出來的，只有用非常強烈的人造光源，在玻璃畫後幾厘米的地方照射，才能出現效果。

作為窗戶，其基本的功用就是采光。它的透明度影響著自然光射進室內的程度。在此基礎上窗戶的大小也起了重要的作用。在一些裝修還處於半完工的同類小教堂裡可以看到十分明亮的采光。因為哥特式教堂的窗戶面積巨大，而那些玻璃畫在窗上分佈的面積由於沒有完工，繪畫面積較小而純透明玻璃較多，相對總體色彩較淺時，室內的采光自然就很成功了。

那麼在現實中，當窗戶就是玻璃繪畫作品時，戶外的光源強度不可能是每天都處於晴天時的光線，而且縱然每天都有強烈的陽光，這種光線也會時時從東到西變換方位，根本不可能達到類似於盧浮宮展台上的完全人工光照。基於這一原因，在繪製玻璃窗畫時則要求製作者從開始就假設一個光線平均值，即一個平均下來可能會有的自然天光。一般都是不強烈的自然光線，就像一個有雲的天氣中出現的溫和的光線一樣。

今天，有些玻璃畫的色彩很深暗，有些玻璃的透明度很差，有些年代久遠了之後的老玻璃已經完全不透明了，佈滿了灰塵的舊玻璃繪畫除了略有一絲的透明度之外，根本就像牆壁一樣，其采光效果可想而知。很多的教堂進去後給人的第一感覺是非常的陰沉黑暗，雖然窗戶很多，可惜現實中的能見度極低，和室外的驕陽形成了強烈的對比。儘管現代科技可以運用強烈的人造光源來緩解這一不足，但流暢的自然光線更能使人心情愉悅。

美術作品中的光感是使人對美產生正面感受的不可或缺的因素。人類對光明的追求其實也是源自於人的先天本性。光明在各族人類文化中都與善和美緊密聯繫著。因此，不論何種建築藝術，宮殿、教堂、居家、商店、歷史建築等等等等，都不是用來表現黑暗，而是為了謳歌光明的，這是一個基本原理。而作為藝術作品的玻璃窗彩繪，對建築室內采光的成敗與否負有極大的責任。

事實上，歷代的能工巧匠們所運用的方法也是多種多樣的，並不僅限於一種模式裡，諸如有人採用純透明的玻璃浮雕來避免使用削弱光線的有色工藝，也有人用玻璃的透明度來作為整體框架式的裝飾性分塊繪畫，或用彩色玻璃裝飾圖案作為框架來修飾透明玻璃和透明淺浮雕，當然整窗全彩玻璃作品以透明的淺亮色調作為基調，也可以保證較好的采光效果。

其實哪怕在古代，建築光學也是一門複雜的學科。其中光源和受照面的光特性、建築物表面和內部的亮度差別、光的吸收、反射、散射、折射、偏振的介質變化規律、光源色和物體色的基本特性等等都在漫長而豐富的歷史中為人們所逐漸掌握。尤其在文藝復興之後，窗戶的大小高矮位置及其在建築物上的排列和分佈狀況也就更為合理。

現代科技可以利用人造光源來維持光明，甚至連白天也不例外。這當然可以有效地增加室內的明度，但由於人類神經的先天機能，電燈永遠也無法取代自然光線給人帶來的情感愜意和思想歡愉。人的真性需要來自造物主所賜予的自然光，而不是24小時不變的人工電力模仿。從這一點上看，傳統的建築光學在科技高度發展的今天，仍具有非常高的人文價值。