本文主要参考NVIDIA Vulkan Ray Tracing Tutorial教程，环境配置与程序均可参照此文档执行（个人水平有限，如有错误请参照原文）。

一、可调用着色器

可调用着色器可以访问一个可调用的有效荷载，类似光线有效荷载值的使用来处理光追程序。并且可调用着色器通过从一个允许的着色器阶段调用OpExecuteCallableKHR来执行。

光线追踪允许在光线生成，最近命中，未命中或其他可调用着色器阶段使用可调用着色器。它类似于间接函数调用，无需将这些着色器与可执行程序链接。

1.1 数据存储

数据只能访问从父阶段（上阶段）传入可调用对象的数据。每次只有一个结构传递，并且应该像有效载荷一样定义。

在父阶段（上阶段），使用callableDataEXT存储限定符数据，它可以声明为以下模样：

layout(location = 0) callableDataEXT rayLight cLight;

布局（位置 = 0） callableDataEXT rayLight cLight;
其中rayLight结构体在公共文件中定义为：

struct rayLight
{vec3  inHitPosition;float outLightDistance;vec3  outLightDir;float outIntensity;
};

之后在传入的可调用着色器中，您必须使用callableDataInEXT存储限定符数据。

layout(location = 0) callableDataInEXT rayLight cLight;

1.2 执行

要执行可调用着色器，父阶段（上阶段）需要调用executeCallableEXT函数

executeCallableEXT(pushC.lightType, 0);

第一个参数是 SBT 记录索引
第二个参数对应于“位置”索引

二、向 SBT 添加可调用着色器

2.1 创建着色器模块

在 HelloVulkan::createRtPipeline() 中，在添加最近命中着色器之后，我们将立即为每种类型的光添加 3 个可调用着色器。

首先，创建着色器模块

  enum StageIndices{eRaygen,eMiss,eMiss2,eClosestHit,eCall0,eCall1,eCall2,eShaderGroupCount};...// Call0stage.module = nvvk::createShaderModule(m_device, nvh::loadFile("spv/light_point.rcall.spv", true, defaultSearchPaths, true));stage.stage    = VK_SHADER_STAGE_CALLABLE_BIT_KHR;stages[eCall0] = stage;// Call1stage.module = nvvk::createShaderModule(m_device, nvh::loadFile("spv/light_spot.rcall.spv", true, defaultSearchPaths, true));stage.stage    = VK_SHADER_STAGE_CALLABLE_BIT_KHR;stages[eCall1] = stage;// Call2stage.module = nvvk::createShaderModule(m_device, nvh::loadFile("spv/light_inf.rcall.spv", true, defaultSearchPaths, true));stage.stage    = VK_SHADER_STAGE_CALLABLE_BIT_KHR;stages[eCall2] = stage;

然后是 3 组可调用着色器以及与之相关的阶段。

  // 可调用着色器group.type             = VK_RAY_TRACING_SHADER_GROUP_TYPE_GENERAL_KHR;group.closestHitShader = VK_SHADER_UNUSED_KHR;group.generalShader    = eCall0;m_rtShaderGroups.push_back(group);group.generalShader = eCall1;m_rtShaderGroups.push_back(group);group.generalShader = eCall2;m_rtShaderGroups.push_back(group);

2.2 着色器源码

light_point.rcall

#version 460 core
#extension GL_EXT_ray_tracing : enable
#extension GL_GOOGLE_include_directive : enable
#include "raycommon.glsl"layout(location = 0) callableDataInEXT rayLight cLight;layout(push_constant) uniform Constants
{vec4  clearColor;vec3  lightPosition;float lightIntensity;vec3  lightDirection;float lightSpotCutoff;float lightSpotOuterCutoff;int   lightType;
};void main()
{vec3 lDir               = lightPosition - cLight.inHitPosition;cLight.outLightDistance = length(lDir);cLight.outIntensity     = lightIntensity / (cLight.outLightDistance * cLight.outLightDistance);cLight.outLightDir      = normalize(lDir);
}

light_spot.rcall

#version 460 core
#extension GL_EXT_ray_tracing : enable
#extension GL_GOOGLE_include_directive : enable
#include "raycommon.glsl"layout(location = 0) callableDataInEXT rayLight cLight;layout(push_constant) uniform Constants
{vec4  clearColor;vec3  lightPosition;float lightIntensity;vec3  lightDirection;float lightSpotCutoff;float lightSpotOuterCutoff;int   lightType;
};void main()
{vec3 lDir               = lightPosition - cLight.inHitPosition;cLight.outLightDistance = length(lDir);cLight.outIntensity     = lightIntensity / (cLight.outLightDistance * cLight.outLightDistance);cLight.outLightDir      = normalize(lDir);float theta             = dot(cLight.outLightDir, normalize(-lightDirection));float epsilon           = lightSpotCutoff - lightSpotOuterCutoff;float spotIntensity     = clamp((theta - lightSpotOuterCutoff) / epsilon, 0.0, 1.0);cLight.outIntensity *= spotIntensity;
}

light_inf.rcall

#version 460 core
#extension GL_EXT_ray_tracing : enable
#extension GL_GOOGLE_include_directive : enable
#include "raycommon.glsl"layout(location = 0) callableDataInEXT rayLight cLight;layout(push_constant) uniform Constants
{vec4  clearColor;vec3  lightPosition;float lightIntensity;vec3  lightDirection;float lightSpotCutoff;float lightSpotOuterCutoff;int   lightType;
};void main()
{cLight.outLightDistance = 10000000;cLight.outIntensity     = 1.0;cLight.outLightDir      = normalize(-lightDirection);
}

三、着色器绑定表

在本例中，我们将使用nvvk::SBTWrapper来创建光线追踪管线，并为着色绑定表创建缓冲区。

在头文件hello_vulkan.h中，需要添加其头文件并添加一个新成员。

#include "nvvk/sbtwrapper_vk.hpp"
...
nvvk::SBTWrapper m_sbtWrapper;

在 HelloVulkan::initRayTracing() 中，按以下方式对其进行初始化。

m_sbtWrapper.setup(m_device, m_graphicsQueueIndex, &m_alloc, m_rtProperties);

在HelloVulkan::createRtPipeline()中，在创建对vkCreateRayTracingPipelinesKHR()的管道调用之后，立即使用以下命令创建SBT。

  m_sbtWrapper.create(m_rtPipeline, rayPipelineInfo);

在 HelloVulkan::raytrace() 中，我们必须告诉可调用着色器从哪里开始。由于它们是在命中着色器之后添加的，因此我们在 SBT 中添加以下内容。

SBT 封装类中可以直接返回我们需要的信息。因此，我们可以直接VkStridedDeviceAddressRegionKHR获取每个组类型的，而不是计算各种偏移量。

四、调用着色器

在最近命中着色器中，我们现在可以根据光的类型直接调用对应的着色器，而不是使用 if-else 情况。

cLight.inHitPosition = worldPos;
//#define DONT_USE_CALLABLE
#if defined(DONT_USE_CALLABLE)// Point lightif(pushC.lightType == 0){vec3  lDir              = pushC.lightPosition - cLight.inHitPosition;float lightDistance     = length(lDir);cLight.outIntensity     = pushC.lightIntensity / (lightDistance * lightDistance);cLight.outLightDir      = normalize(lDir);cLight.outLightDistance = lightDistance;}else if(pushC.lightType == 1){vec3 lDir               = pushC.lightPosition - cLight.inHitPosition;cLight.outLightDistance = length(lDir);cLight.outIntensity =pushC.lightIntensity / (cLight.outLightDistance * cLight.outLightDistance);cLight.outLightDir  = normalize(lDir);float theta         = dot(cLight.outLightDir, normalize(-pushC.lightDirection));float epsilon       = pushC.lightSpotCutoff - pushC.lightSpotOuterCutoff;float spotIntensity = clamp((theta - pushC.lightSpotOuterCutoff) / epsilon, 0.0, 1.0);cLight.outIntensity *= spotIntensity;}else  // Directional light{cLight.outLightDir      = normalize(-pushC.lightDirection);cLight.outIntensity     = 1.0;cLight.outLightDistance = 10000000;}
#elseexecuteCallableEXT(pushC.lightType, 0);
#endif

对应执行效果如下：

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