#15 en realidad se puede profundizar todo lo que se quiera y las matemáticas permitan, pero básicamente las tangentes y el vector normal son lo mismo que en el álgebra lineal.
En este ejemplo puedes ver las tangentes, y el vector normal
Las tangentes son, resumiendo mal y pronto, las aristas entre vértices que determinan el área de la cara del poly.
El normal (que es el azul) determina la orientación del poly, es el que se conoce como vector normalizado (o vector unitario) en el álgebra.
Cuando tenemos un modelo en high poly, hay millones de tangentes y normales. (Imagina un área curva en matemáticas, y hazle derivadas a la curva. Puedes sacar infinitas tangentes en infinitos puntos). Cuando este modelo se reduce al low poly para que pueda ser procesado en tiempo real por los juegos, con un número más razonable de tangentes, normals (en su composición, polys), para mantener el realismo del high poly se emplea el conocido "normal map", que mantiene la información del high poly y la implanta sobre el modelo low:
A la izquierda el high poly, y a la derecha el low
Volviendo al problema de #1
El UV necesita añadir una tangente extra para poder hacer el wrap correctamente, pero sin modificar el modelo (poly). Qué pasa entonces? es posible que al exportar .fbx se pierda información sobre esa tangente "inline" o que Unity no sepa interpretarla, por lo que lo mejor es guardarse las espaldas y exportar fbx con UVs simples, y con mucho padding. Como dije antes, en los visores de escena de programas para modelado, no siempre se necesita hacer ciertos procesos a mano, y el propio programa lo automatiza para poder mostrar el modelo sin errores.