Xperia XZ3の新機能は、有機ELや曲面ディスプレイを生かしたものになっている。画面端を利用した「サイドセンス」は、画面の左端または右端をダブルタップすることでメニューを表示する機能だ。大画面化により、ホームボタンや通知バーに指が届きにくいという課題を解決すべく、開発の初期段階から取り組んできた機能だという。
メニューの中には、AIが日々の使用状況や時間や場所などから予測し、ユーザーが「次に使いたいアプリ」を出してくれるという。常に表示したいアプリがある場合は、固定設定もできるようになっている。
サイドセンスでは、ダブルタップによるメニュー表示以外にも、画面端を縦方向にスライドすることでバックキーを押したことになる機能や、カメラアプリで画面端のダブルタップでシャッターを切る動作にも対応している。
有機ELの特徴を生かした機能として「Always on display」に対応した。画面をオフにした待受け時にも画面上に情報を表示できる機能で、設定により時計やキャラクターやロゴなどのステッカー、写真を表示できる。
インカメラは1320万画素になり、XZ2よりも強化された。自撮り用の新機能として、海外向けミッドレンジ機「Xperia XA2 Plus」のポートレートセルフィーモードをXZ3にも搭載。ボケや美肌といった効果に加え、目の大きさや顔の輪郭を補正する機能を備えており、補正の強さをスライダーで調整できる。
カメラを起動する新たな操作法としては、「スマートカメラ起動」に対応した。本体を置いた状態から横向きに持ち上げると、カメラアプリが起動する。従来通りカメラキーの長押しによる起動にも対応しており、それに加えて本体の動きからユーザーがやりたいことを推測する機能として開発したという。
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