Patternflow：开源 ESP32 交互式 LED 光影合成器

Patternflow 是一款开源 ESP32 LED 光影合成器，以四旋钮实时操控 128×644 RGB 点阵生成动态光效。复刻白南准参与式影像理念，支持 OSC 音视频联动、麦克风音频响应，配套浏览器虚拟编辑器，可 DIY 组装或直接购入成品，固件、硬件图纸全开源。

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oshw_hqzl2026-07-07 18:44:13CC BY-SA 4.0
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详细介绍

Patternflow 是一款开源 ESP32 LED 光影合成器，以四旋钮实时操控 128×644 RGB 点阵生成动态光效。复刻白南准参与式影像理念，支持 OSC 音视频联动、麦克风音频响应，配套浏览器虚拟编辑器，可 DIY 组装或直接购入成品，固件、硬件图纸全开源。

一、项目概述

Patternflow 是一套全开源交互式 LED 光影合成硬件系统，由开发者 engmung 研发，重构新媒体艺术先驱白南准 1963 年经典作品《Participation TV》的 “观众参与式影像” 核心思想，打造一台可亲手操控、实时生成流动光影的实体视觉乐器。

设备搭载 128×64 高分辨率 RGB LED 点阵与 4 枚物理调节旋钮，使用者通过指尖转动、按压编码器，即可实时重塑屏幕上的生成光效；整套项目从硬件结构、嵌入式固件、网页模拟器到交互协议插件全部开源，提供 DIY 自制、众筹成品、网页虚拟模拟器三种使用路径，兼顾新媒体艺术创作、电子音乐视觉演出、开源硬件开发学习场景。

二、核心艺术理念

传统新媒体影像装置多为预设画面被动播放，而白南准《Participation TV》首次让观众介入图像生成；Patternflow 在其基础上完成升级：

  1. 轻量化参与：无需复杂专业设备，4 枚旋钮即可完成光影形态、色彩、流动速度全维度调控；

  2. 创作者平民化：配套 AI 辅助图案生成工具，无编程基础用户也能自定义专属动态光纹；

  3. 开源共享生态：所有设计文件、代码完全公开，任何人可复刻、修改、二次创作，鼓励社区共享自制光影方案，形成持续生长的互动艺术社群。

三、硬件完整规格

基础硬件参数

硬件模块

详细配置

显示屏幕

128×64 HUB75 接口 RGB LED 点阵，尺寸 12.5×160mm，高刷新率无频闪

主控芯片

ESP32-S3-WROOM-1-N16R8，16MB Flash、8MB PSRAM，脱机独立运行，无需电脑持续连接

交互输入

4 路 EC11 旋转编码器，支持短按切换模式、长按锁定光影循环

供电方案

标准 5V USB 充电宝供电，峰值电流 10000mA，无需额外稳压模块

续航表现

10000mAh 充电宝最高亮度续航 4h；20000mAh 约 8h；40000mAh 约 15h，降低亮度可大幅延长使用时长

整机尺寸重量

245×325×36mm，净重 933g

外壳工艺

3D 打印壳体，可选透明 / 哑光不锈钢质感外壳

硬件获取方案

  1. 完整版 DIY 焊接：官方 PCB 图纸、元器件清单、分步焊接组装指南完整开源，适合硬件爱好者；

  2. 无 PCB 面包板简易版：免印刷电路板、无复杂焊接，新手低成本搭建原型；

  3. 量产整机：项目登陆 Crowd Supply 开启预售，开箱即用成品设备。

四、核心功能体系

1. 实时生成光影图案系统

  • 内置近 30 套原生预设光影库，包含同心正弦波纹、长周期渐变流动、粒子弥散等多种生成艺术效果；设备预留 3 个无刷新自定义图案插槽，可一键切换自制光效；

  • AI 辅助自定义图案工作流：内置适配 ChatGPT、Claude 的专用提示词模板，用户输入光影描述即可由 AI 生成 JavaScript 光效代码，在网页编辑器实时预览调试后，一键烧录至硬件设备，无需掌握底层图形编程。

2. 音频联动可视化（Audio-react）

内置 FFT 音频频谱解析模块，支持两种音频采集方式：

  • 设备麦克风拾音，实时将音量、频段数据映射为 LED 色彩、流动速度；

  • 浏览器音频捕获，同步网页播放音乐生成可视化光效；

    全程无需音频线材，零延迟联动，适配 Live 演出 VJ 视觉、居家音乐氛围灯场景。

3. 双向 OSC 专业音视频联动

通过 WiFi 双向 OSC 协议打通专业创作软件生态，兼容 Ableton Live、Max、TouchDesigner 等主流音视频工作站：

  1. 硬件旋钮信号上传至电脑，控制 DAW 音量、效果器、MIDI 音符；

  2. 电脑软件信号反向下发设备，由音乐节拍、动画参数驱动 LED 光影变化；

    可作为独立视觉 MIDI 乐器，无缝融入电子音乐现场演出流程。

4. 浏览器全链路配套工具链

官网 patternflow.work 并非单纯文档页面，是完整离线可用操作平台，无需注册账号、安装软件：

  • Live Editor 虚拟模拟器：复刻完整实体设备交互逻辑，网页虚拟旋钮可调试光影，无硬件也能完整体验全部功能、编写自定义图案；

  • Build Map 社区案例库：全球用户自制改装设备、光影方案公开分享；

  • Journal 项目开发日志：完整记录项目设计思路、艺术思考、迭代历程。

五、开源仓库架构与资源

项目代码仓库完整分层开放，所有资料可自由下载修改：

  1. /firmware：ESP32 Arduino 嵌入式固件、标准图案底层模板；

  2. /hardware：PCB 原理图、电路板工程文件、3D 打印外壳模型、元器件采购清单；

  3. /web：Next.js 前端网页模拟器、在线图案编辑器完整源码；

  4. /docs：全套组装手册、开源协议说明、项目时间线文档；

  5. /tools：音频可视化辅助工具、光效调试脚本；

  6. /integrations：OSC 协议桥接插件，适配各类专业创作软件。

开源协议区分

  • 软件部分（固件、网页代码、脚本）：MIT 协议，可商用、自由修改分发；

  • 硬件部分（PCB、3D 外壳、外观设计）：CC-BY-SA 4.0，二次衍生创作需标注原作者并共享相同开源协议。

六、适用使用人群

  1. 新媒体艺术从业者、美术馆互动装置创作者、策展人；

  2. 电子音乐制作人、现场 VJ 视觉表演者、舞台视觉设计师；

  3. ESP32 嵌入式开发、开源硬件 DIY 爱好者、创客；

  4. 创意编程、生成艺术、交互设计方向师生与学习者；

  5. 氛围灯光、桌面创意数码爱好者。

七、项目地址

https://github.com/engmung/Patternflow