Google 在本月的 I/O 大會上發表最新的中階手機 Pixel 3a 及 Pixel 3a XL，同時也是今年發售的手機中少數僅有單顆後鏡頭的智慧型手機。Pixel 3a 系列擁有與前輩 Piexel 3 一樣優秀的拍照功能，包含優秀的夜視功能（Night Sight）、擁有自然的淺景深效果的人像模式。現今手機規格在多鏡頭趨勢下，或許你會好奇：
僅有單鏡頭的 Pixel 是如何在手機「規格戰」中獲得領先地位？
台灣 Google 今日邀請內部傑出工程師 Marc Levoy，解釋 Pixel 手機優相機技術能夠如此強大的原理。在談原理之前，Marc Levoy 先是分析了手機相機技術的大趨勢。
Levoy 認為數量仍在快速增長的手機相機，擁有更佳的像素、鏡頭及更大的光圈是一大趨勢。手機廠商更具體地做法就是把多顆鏡頭塞入手機中，其中深度感測（Depth Sensor）也成為手機相機必備的功能。
Marc Levoy 表示，這些趨勢都指向「軟硬結合」的重要性，譬如要激發出多鏡頭的潛力，必須具備整合多張圖像的能力，也就是計算攝影（Computational Photography）；同時結果要準確，傳統演算法已經無法達到要求，必須借助機器運算來提升精準度。
以軟體起家的 Google 在手機相機趨勢中自然掌握了優勢。但 Google 思維卻跟想掌握更多獨佔技術的傳統手機廠商不太一樣，Google 認為更公開的科技與技術能加快創新腳步。
也許這就是 Google 相機開發的初衷，它讓安卓手機使用者享受與 Pixel 一樣的拍攝功能（如夜視），Google 相機至今在 Google Play 的評價數量高達 403,714，平均滿意度為 4 / 5 顆星。
Marc Levoy 談到手機相機應用程式執行時，需掌握 4 個原則：
- 執行要快
- 預設模式絕不能失敗
- 重視拍攝中遇到的特殊狀況
- 在某些特殊狀況下，允許偶然的失敗，特別是幽默的結果
第一點不難理解，提升效率不論是哪種領域都很重要，在相機應用程式中，更有效率代表即時觀景器（Live Veiwfinder）必須大於 15fps，這裡指的觀景器為手機螢幕的拍攝預覽畫面；再來是快門延遲不能小於 150 毫秒、照片成像時間小於 5 秒，並且不讓執行過程受阻而增加手機溫度。
以 5 鏡頭聞名的 Nokia 9 Pureview 在這裡是個恰當的反例，過慢的成像處理速度，擁有再良好的照片品質，對手機相機使用體驗仍是一大致命傷。
現在許多手機相機都有專業模式，它能滿足少數的攝影愛好者，但大部分使用者在拍攝時多半使用預設。Google 認為可靠的曝光、對焦、白平衡，以及避免鬼影、視覺殘留就顯得特別重要。
然而，拍攝遇到的狀況和人生一樣不可預測，Marc Levoy 提到目前 Google 人臉辨識技術成功率達 96%，剩下那 4% 為特殊情況，譬如戴上太陽眼鏡的人容易導致錯誤的曝光，Google 透過機器學習將這些特殊情況記起來，並解決它，但仍有些例外。
Marc Levoy 舉例，當用全景模式拍攝走動的狗，最後拍出身體超長的多腳生物。簡單來說，只要是幽默、富有創意的案例，Google 會選擇刻意忽略它，維持一貫 Google 式幽默。
研發軟體是一場時間競賽
Levoy 在媒體問答時間提到，演算法會隨著時間進化，讓軟體開發成為一場「長跑比賽」，隨著時間演算法就越複雜；這也帶來了一些優勢。不同於硬體，軟體可以透過更新讓功能更完善，同時將這些功能帶到舊的設備上，加上開發週期比需要研發數年的晶片要短上許多，「這同時是優勢也是挑戰。」Levoy 說。
感謝你耐心看完這篇文章，想瞭解更多 Pixel 拍照功能的原理，我們會另外撰寫一篇文章解釋。
