Tangent Verileri glTF Yapısında Teğet Uzayı Nedir?

Çoğu kaynak tangent'i doğrudan «normal map için gerekli» diye listeler; bu doğru ama eksik. Holodepth sırasında önce makro yön ( NORMAL) oturur, ardından şu soru gelir: doku koordinat sistemi yüzeyle nasıl hizalanır? Tangent, o hizanın tangent eksenini vertex başına saklar; bitangent çoğu zaman ayrı dosya alanı değildir, normal ve tangent'ten türetilir.

Tangent şunların hiçbiri değildir:

• Normal değil ışığa diklik hesabının makro ekseni N'de kalır
• UV değil TEXCOORD_0 texel adresidir; tangent UV'nin uzaydaki yön projeksiyonudur
• Normal map dokusu değil doku runtime'da örneklenir; tangent vertex attribute'udur
• Konum değil POSITION ile karıştırılmaz

Normal, yüzeyin «dış dünyaya» baktığı yönü taşır. Tangent, aynı yüzeyde «dokunun U ekseninin» hangi yöne uzandığını taşır; ikisi birlikte mikro pürüz illüzyonunun format omurgasını kurar.

Normal map, RGB değerlerini dünya uzayında değil tangent space içinde saklar: kırmızı kanal T ekseninde, yeşil B ekseninde, mavi N ekseninde mikro sapma taşır. Shader bu vektörü dünya uzayına çevirmek için vertex'ten gelen T, B, N matrisine ihtiyaç duyar. Bu matris olmadan doku «doğru renkte» görünse bile ışıkla birlikte yırtılır, kayar veya seam'de patlar.

// Kavramsal TBN (her vertex)
N = normalize(vertexNormal)          // glTF NORMAL
T = normalize(vertexTangent.xyz)   // glTF TANGENT (xyz)
B = w * cross(N, T)                // w = TANGENT.w (handedness)
// Mikro normal (dokudan): n_ts = normalize(map * 2 - 1)
// Dünya uzayı: n_ws = normalize(T * n_ts.x + B * n_ts.y + N * n_ts.z)

NORMAL makro shading için yeterli olabilir; normal map devreye girdiğinde TBN zorunlu hale gelir. Bu ayrım Normal Data sınır notunda önceden işaretlenmişti; burada teknik karşılığını dolduruyoruz.

Ortogonallik ve kayma

İdeal TBN dik ve birim uzunluktadır. Export veya skinning sırasında T ile N tam dik kalmayabilir; motorlar genelde Gram-Schmidt veya yeniden ortogonalleştirme uygular. Format okuyucusu için ders: tangent dosyada var diye TBN otomatik mükemmel değildir; debug'da seam ve deformasyon bölgelerine bakın.

glTF 2.0'da TANGENT semantic'i VEC4 FLOAT olarak tanımlanır; NORMAL'in VEC3 yapısından bilinçli olarak farklıdır. İlk üç bileşen (x, y, z) tangent yönünü taşır; dördüncü bileşen w bitangent yönünün işaretini (handedness) kodlar; böylece ayrı BITANGENT attribute'una gerek kalmaz.

{
  "attributes": {
    "POSITION": 0,
    "NORMAL": 1,
    "TANGENT": 2,
    "TEXCOORD_0": 3
  },
  "accessors": [
    { "componentType": 5126, "type": "VEC3", "count": 4, "bufferView": 0 },
    { "componentType": 5126, "type": "VEC3", "count": 4, "bufferView": 1 },
    { "componentType": 5126, "type": "VEC4", "count": 4, "bufferView": 2 },
    { "componentType": 5126, "type": "VEC2", "count": 4, "bufferView": 3 }
  ]
}

Accessor zincirinin byte okuma kuralları Accessor Mantığı ile aynıdır; değişen yalnızca semantic ve VEC4 stride'ıdır. GPU tarafında attribute location'a tangent (vec4) olarak bağlanır.

Bitangent (bazen binormal denir), UV'nin V ekseninin yüzeydeki yön projeksiyonudur. glTF bunu ayrı semantic olarak saklamaz; w işareti ile N ve T'den türetir. Neden: depolama maliyeti, tutarlılık ve MikkTSpace sözleşmesi export anında tek bir tangent+handedness üretilir, runtime'da herkes aynı formülü kullanır.

w işaretinin ters olması mirrored UV veya farklı DCC export ayarlarından kaynaklanabilir; «normal map ters görünüyor» şikayetinin bir kısmı aslında handedness uyumsuzluğudur, albedo hatası değil.

Three.js tarafında normal map kullanan PBR materyaller tangent attribute bekler; yoksa computeTangents() benzeri yollar devreye girebilir. Format disiplini açısından hedef: tangent'i export anında, MikkTSpace ile, UV0 ile tutarlı üretmek.

Normal için «eksikse computeVertexNormals» hikayesi Normal Data §6'da anlatıldı. Tangent tarafında karşılık daha kırılgan: runtime üretim mümkün olsa da DCC'de bake edilen normal map ile birebir örtüşmeyebilir. Endüstri standardı MikkTSpace tangent üretimidir; Blender, Substance, glTF exporter'ları bu kuralla hizalanır.

Holodepth üretim kuralı: normal map kullanacaksanız tangent'i dosyaya yazın; «shader bir şekilde halleder» yaklaşımı seam'li modellerde saatler kaybettirir. Eksik tangent belirtileri:

• Normal map seam'de ani yön sıçraması
• Işık hareket edince mikro detay «yüzeyde kayıyor» hissi
• Aynı mesh farklı motorlarda farklı mikro shading

Normal Data §7 hard edge'te aynı konumun farklı NORMAL taşıyabileceğini gösterdi. Tangent tarafında benzer kural geçerlidir; üstelik UV seam (aynı 3B köşe, farklı UV) tangent split'i de zorunlu kılar. Normal split olup tangent split yoksa normal map dikişte kopar.

Bu sayfa face/vertex normal türetimini tekrar etmez; format okuyucusu için kritik cümle: «Vertex sayısı POSITION'dan fazlaysa, çoğu zaman normal ve tangent birlikte split edilmiştir.»

Normal Data §5 accessor → attribute zincirini NORMAL için tarif etti. TANGENT aynı hattı izler; fark accessor tipinin VEC4 olması ve vertex shader'da bitangent türetimidir. Debug sırasında «normal map garip» şikayeti çoğu zaman accessor[TANGENT] içeriğine veya w işaretine iner.

primitive.attributes.TANGENT → accessor (VEC4 float)
  → bufferView byte offset
    → GPU attribute location (vec4 tangent)
      → fragment: TBN ile normal map sample

Standart anlatım TBN + VEC4 ile biter. Aşağıdaki başlıklar üretim ve debug'da sık karşılaşılan, fakat az sayfa derinlemesine işlediği konulardır.

Aynalanmış UV ve w flip

Modelde simetri için UV aynalandığında tangent handedness değişebilir. Tek mesh'te bir yarı doğru, diğer yarı «ters» mikro normal hissi verir; çözüm çoğu zaman materyal değil export tangent yeniden bake veya seam'de tutarlı w işaretidir.

Türev tabanlı tangent (attribute yok)

Bazı shader'lar dFdx / dFdy ile UV gradyanından anlık TBN türetir; attribute gerektirmez. Bu, glTF dosya okumasından farklı bir runtime stratejisidir: dosyada TANGENT yok diye her motor aynı sonucu üretmez. Format sayfası attribute sözleşmesini; türev yolu shader optimizasyonudur ikisini karıştırmayın.

Skinning ve TBN kayması

Kemik animasyonunda N ve T vertex shader'da dönüştürülür; bitangent türetimi de bu dönüşüme uymalıdır. Statik mesh'te doğru görünen normal map, skinned mesh'te bozuluyorsa tangent export'u veya skinning sonrası ortogonalleştirme zincirini kontrol edin; sorun doku çözünürlüğünde olmayabilir.

Object-space normal map (tuzağı)

Dünya veya object uzayında bake edilmiş normal map, tangent attribute olmadan «çalışıyor gibi» görünebilir; fakat mesh döndükçe mikro detay dünya ile birlikte döner istenen davranış değildir. glTF ekosisteminde varsayılan tangent-space'dir; bu sayfa o sözleşmeyi anlatır.

Anizotropi yönü = tangent işi

Fırçalanmış metal veya saç teli gibi yönlü yansımada «çizgi yönü» tangent eksenine oturtulur. Normal map olmasa bile TANGENT anizotropi için anlamlıdır; bu, tangent'i yalnızca normal map eki olarak görmeyi kırar.

Tangent, «yönlü yüzey okuma» katmanını kapatır; fakat doku adresleme ve animasyon semantic'leri hâlâ öndedir. Holodepth geometri ağacında tipik devam:

1. TEXCOORD_0 / UV kanalları texel nereden örneklenir? Tangent UV gradyanına bağlıdır; UV olmadan MikkTSpace tangent üretilmez (UV Kanalları).
2. TEXCOORD_1 … lightmap / ikinci set çoklu UV (UV · çoklu set
3. COLOR_0 vertex renk katmanı (opsiyonel)
4. JOINTS_0 / WEIGHTS_0 skinning hattı (animasyon dalı)
5. Morph targets şekil anahtarı (geometry fundamentals)

Materyal ve doku bağlama ( Texture binding, Material mapping) geometri semantic'lerinden sonra gelen ikinci büyük daltır; tangent bu dalın ön koşuludur, dalın kendisi değil.

Format okuyucusu özeti: POSITION → indices → NORMAL → TANGENT → TEXCOORD → (skinning / morph) → materyal & doku. Tangent, «mikro yön» ile «doku adresi» arasındaki köprüdür.