بعد از آنکه گوگل، قابلیت بسیار موفق Night Sight را برای پیکسل 3 معرفی کرد، توسعه‌دهندگان آن منتظر یک چیز حتی بهتر برای گوشی پیکسل 4 بودند: حالت عکاسی از ستارگان (Astrophotography). این ویژگی، چنان در بین کاربران محبوب شده که حالا گوگل در یک پست وبلاگی، نحوه کار آن را توضیح داده است. به‌طور خلاصه می‌توان گفت که فراهم کردن امکانی برای افراد غیرحرفه‌ای که بتوانند از ستاره‌ها عکاسی کنند، نیاز به یک تکنولوژی هوش مصنوعی قوی دارد.
ترفند به‌کار رفته برای ثبت تصاویر آسمان شب، گرفتن اکسپوژرهای طولانی‌مدت است. برای همین منظور، گوگل حداکثر زمان اکسپوژر یا نوردهی پیکسل 4 را به چهار دقیقه (در مقایسه با زمان یک دقیقه‌ای پیکسل 3) افزایش داده است. با این‌حال، گرفتن یک تک عکس با اکسپوژر چهار دقیقه‌ای، تصویر ستاره‌ها را تار خواهد کرد. لذا پیکسل 4 برای رفع این مشکل، تعداد ۱۵ اکسپوژر که هرکدام از آن‌ها کمتر از ۱۶ ثانیه طول می‌کشد، می‌گیرد. این کار باعث می‌شود تا ستاره‌ها به‌صورت نقاط نورانی به نظر برسند. اما خود این کار نیز مشکلات دیگری را ایجاد می‌کند که باید حل گردند.
برای نمونه، هر سنسور تصویر، دارای پیکسل‌های معیوبی است که برای شات‌های معمولی قابل رویت نیستند؛ اما در اکسپوژرهای طولانی‌مدت به‌صورت نقاط ریز ظاهر می‌شوند. به گفته گوگل، پیکسل 4 برای خلاص شدن از این مشکل، پیکسل‌های روشن دورتر را جستجو کرده و سپس آن‌ها را با جایگزینی مقادیرشان با مقادیر میانگین پیکسل‌های مجاورشان مخفی می‌کند. گرچه این کار منجر به گم شدن اطلاعات عکس می‌شود، اما کیفیت تصویر را زیاد تحت تاثیر قرار نمی‌دهد.
مشکل دیگری که وجود دارد این است که نمایشگر اسمارتفون نمی‌تواند جزییات آسمان شب را نمایش دهد و همین موضوع، امکان ترکیب‌بندی را دشوار می‌کند. اما زمانی که شما با پیکسل 4 شروع به گرفتن یک عکس می‌کنید، هر ۱۵ اکسپوژر به همان صورت که گرفته شده‌اند (تصویر پایین)، به شما نمایش داده می‌شود و شما خواهید توانست همه جزییات را مشاهده کنید. اگر آنچه را که می‌بینید، دوست نداشتید، تنها کافی است که گوشی‌تان را تکان دهید تا پروسه مذکور دوباره شروع شود. هندست، پروسه مشابهی را نیز برای اتوفوکوس انجام می‌دهد؛ بطوریکه دو اکسپوژر یک ثانیه‌ای، که به فوکوس لنز کمک می‌کنند، گرفته می‌شود. اگر تصویر حاصل بسیار تاریک بود، لنز به‌سادگی به بی‌نهایت فوکوس می‌کند.
همچنین، استفاده از چندین اکسپوژر می‌تواند آسمان شب را به‌ویژه در زمان ماه کامل، بسیار روشن جلوه دهد. هوش مصنوعی پیکسل 4 قادر است تا تشخیص دهد کدام بخش از تصویر، آسمان است؛ سپس با کم کردن نور آن قسمت باعث می‌شود تا تصویر بسیار طبیعی به نظر برسد. گوگل گفته است: قابلیت تشخیص آسمان همچنین امکان کاهش نویز‌های مخصوص آسمان را فراهم می‌کند و با افزایش کنتراست می‌تواند باعث برجسته‌تر شدن ابرها یا کهکشان راه شیری گردد.
فقط به‌خاطر داشته باشید که شما نمی‌توانید از ستاره‌ها و ماه به صورت همزمان عکاسی کنید؛ چراکه در این شرایط روشنایی ماه بر نور ستاره‌ها غالب می‌شود. همچنین در مواقعی که از یک آسمان پر از ستاره، بدون حضور ماه، عکس می‌گیرید، تصویر آن صرفا به‌صورت یک سایه‌نما (silhouette) ظاهر خواهد شد. گوگل برخی از نتایج بدست‌آمده را (تصاویر پایین) به نمایش گذاشته که برای یک اسمارتفون واقعا فوق‌العاده هستند.
