拍摄以星空为背景的相片，向来是高端 DSLR 专属的领域，而且通常还要伴随着专业的赤道仪或相片叠合软件，来消除长时间曝光的星轨。但 Google 却在 Pixel 4 上针对 Pixel 3 的 Night Sight 模式做了更进一步的改良，推出了在手机上就能拍出惊人星空照片的 Astrophotography 天文摄影模式，而现在 Google 则是在一篇专文当中，解释了天文摄影背后的祕密。
为了加大进光量，天文摄影是必须要依靠长快门来达成的，而在环境足够黑的情况下，Pixel 4 的快门可以长达 4 分钟之久。但这并不是连续不断的 4 分钟，而是 15 张独立的照片，每张不长于 16 秒。这是为了避免相片叠合时亮点（星星）的偏差过大，让星星维持点状，而非拖出一条线来。至于 4 分钟的时长则是考虑到一般使用者的耐心与使用的环境而界定的限制，倒不是手机无法再拍摄更长的曝光。
在这之后，Pixel 4 下一个要处理的是感光器自身在长曝光后产生的噪点。由于 CMOS 芯片内的结构总有不完美之处，其受光后产生的电流也会略有起伏，不是均匀的。在短曝光下这点微小的差异并不明显，但在长曝光下它们就会使得画面中的某处显得特别亮，形成「热点」。Pixel 4 懂得通过比对多张照片，发现这些位置不动的热点，并且以四周像素的平均值来取代它们。
如何在这么低的光源下进行取景是另一个挑战，在这方面 Pixel 4 利用了之前每 16 秒为一个单位照片的特性，在每一张照片拍完后，都会将其显示在屏幕上。虽然说和最后的成品比较这还是太暗，但已经足够让拍摄者调整取景的角度与位置，再重新拍照，不用等到全部 4 分钟都结束了才看到结果。另一边，在画面暗到无法于拍摄前进行自动对焦的时候，Pixel 4 还会利用刚按下快门的时间，先拍两张可长达一秒的自动对焦专用相片，作为对比自动对焦的依据。如果连这样都还看不到东西的话，天文摄影模式就会自动切换对焦距离到无限远了。
最后，Pixel 4 的天文摄影模式还内建了一个专门的「天空判断」AI 系统，可以在本身就不算亮的画面中，找出哪些像素是天空，哪些不是。这让 Pixel 4 可以针对天空去做亮度、对比的调整，突显云或银河等特色，但不去改动前景的地面。
最终的结果，就是在无云、无月亮、也无光害的夜晚，光靠手机就能拍出非常惊人的星空来，甚至超过人眼可以看到的范围。如果有一点月光的话，Pixel 4 甚至可以拍出色彩准确的前景地貌来。唯一的问题是当月亮和星星同时出现在画面中时，由于两者的亮度对比差太大，因此便无法拍到星星了。不过 Google 之前在 Pixel 4 的发布会上，有对此表示「敬请期待」，不知道是不是又有什么黑科技准备要与我们分享了呢？
