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Os irmãos franceses Auguste e Louis Lumière foram pioneiros do cinema e contribuíram para o avanço da fotografia. Eles inventaram o cinematógrafo, um aparelho que combinava câmera de filmagem e projetor. Com esse aparelho, realizaram o que é considerada a primeira sessão comercial de cinema, em 1895.
Em 1894, Antoine foi convidado para assistir a uma apresentação do cinetoscópio de Thomas Edison, em Paris. O cinetoscópio era um tipo primitivo de projetor; ele fazia dupla com outro aparelho, o cinetógrafo, que era usado para captar as imagens. O cinetoscópio só permitia que uma pessoa por vez visse as imagens filmadas, pois elas eram projetadas apenas dentro do próprio aparelho. De volta a Lyon, Antoine descreveu o cinetoscópio para os filhos e incentivou-os a inventar algo mais aperfeiçoado. Auguste e Louis começaram então a trabalhar para criar uma máquina que permitisse tanto filmar as imagens quanto projetá-las em uma tela, para que muitas pessoas pudessem vê-las ao mesmo tempo. Em 1895, eles chegaram ao cinematógrafo. Nesse mesmo ano, no dia 28 de dezembro, seus primeiros filmes curtos foram exibidos em Paris.
Os irmãos Lumière registraram muitas cenas do cotidiano, como trabalhadores saindo de uma fábrica, um jogo de cartas, um bebê comendo e soldados marchando. Um dos filmes mais conhecidos mostra um trem chegando a uma estação ferroviária. Conta-se que, na época, muitas pessoas na plateia levantaram-se assustadas, acreditando que um trem estava realmente entrando na sala.
Em 1907, os irmãos Lumière trouxeram outra contribuição importante para a fotografia: o autocromo, um processo que avançou a tecnologia das fotos coloridas. Até a metade da década de 1930, esse foi o principal processo usado para se obter fotos em cores.