ในการประยุกต์ใช้กราฟิกคอมพิวเตอร์ 3 มิติ ( CAx ) ในเชิงเทคนิค เช่นการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD ) และการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CMS) พื้นผิวเป็นวิธีหนึ่งในการแสดงวัตถุ วิธีอื่นๆ ได้แก่โครงร่างเส้น (เส้นและเส้นโค้ง) และรูปทรงตัน บางครั้งก็มีการใช้กลุ่มจุดเป็นวิธีชั่วคราวในการแสดงวัตถุ โดยมีเป้าหมายที่จะใช้จุดเหล่านั้นสร้างรูปแบบถาวรอย่างน้อยหนึ่งรูปแบบจากสามรูปแบบดังกล่าว

หากพิจารณาการกำหนดพารามิเตอร์ เฉพาะที่ ของพื้นผิว:

${\displaystyle \mathbf {x} =\mathbf {x} (u,v),}$

ดังนั้น เส้นโค้งที่ได้จากการเปลี่ยนแปลงค่าuในขณะที่ค่าvคงที่ เรียกว่า เส้น พิกัดซึ่งบางครั้งเรียกว่าเส้นไหลu ส่วนเส้นโค้งที่ได้จากการเปลี่ยนแปลงค่าvในขณะที่ ค่า uคงที่ เรียกว่า เส้นไหล vเส้นโค้งเหล่านี้เป็นการขยายความของเส้นพิกัดคาร์ทีเซียนxและy ใน ระบบพิกัดระนาบและของเส้นเมริเดียนและ วงกลมละติจูดในระบบพิกัดทรงกลม

พื้นผิวเปิดคือพื้นผิวที่ไม่ปิดในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง หมายความว่า การเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดๆ บนพื้นผิวจะทำให้ผู้สังเกตชนกับขอบของพื้นผิวนั้น ฝากระโปรงรถยนต์เป็นตัวอย่างของพื้นผิวที่เปิดในทั้งสองทิศทาง

พื้นผิวที่ปิดในทิศทางเดียว ได้แก่ ทรงกระบอก ทรงกรวย และทรงครึ่งวงกลม ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ ผู้สังเกตการณ์บนพื้นผิวดังกล่าวอาจชนกับขอบเขตของพื้นผิวนั้น หรืออาจเดินทางไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุด

พื้นผิวที่ปิดสนิททั้งสองทิศทาง ได้แก่ ทรงกลมและทรงโดนัท การเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดๆ บนพื้นผิวดังกล่าวจะทำให้ผู้สังเกตเคลื่อนที่ไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุดโดยไม่ชนขอบ

บริเวณที่เส้นแบ่งสองเส้นทับซ้อนกัน (ยกเว้นจุดใดจุดหนึ่ง) เรียกว่ารอยต่อตัวอย่างเช่น ถ้าเรานึกภาพทรงกระบอกที่ทำจากแผ่นกระดาษที่ม้วนและติดเทปเข้าด้วยกันที่ขอบ เส้นแบ่งที่ติดเทปเข้าด้วยกันนั้นเรียกว่า รอยต่อ

พื้นผิวเปิดบางส่วนและพื้นผิวที่ปิดในทิศทางเดียวอาจถูกทำให้แบนราบเป็นระนาบได้โดยไม่ทำให้พื้นผิวเสียรูป ตัวอย่างเช่น ทรงกระบอกสามารถทำให้แบนราบเป็นพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าได้โดยไม่ทำให้ระยะห่างระหว่างส่วนประกอบของพื้นผิวบิดเบี้ยว (ยกเว้นระยะห่างที่เกิดจากการเปิดทรงกระบอก) กรวยก็สามารถทำให้แบนราบได้เช่นกัน พื้นผิวดังกล่าวเป็นเส้นตรงในทิศทางหนึ่งและโค้งในอีกทิศทางหนึ่ง (พื้นผิวที่เป็นเส้นตรงทั้งสองทิศทางนั้นเดิมทีเป็นพื้นผิวแบนราบ) พื้นผิวโลหะแผ่นที่มีลวดลายแบนราบสามารถผลิตได้โดยการปั๊มขึ้นรูปเป็นแผ่นแบนราบก่อน แล้วจึงดัดให้เป็นรูปทรงที่เหมาะสม เช่น โดยใช้ลูกกลิ้ง กระบวนการนี้ค่อนข้างประหยัด

พื้นผิวเปิดอื่นๆ และพื้นผิวที่ปิดในทิศทางเดียว รวมถึงพื้นผิวทั้งหมดที่ปิดในทั้งสองทิศทาง ไม่สามารถทำให้แบนราบได้โดยไม่เสียรูปทรง ตัวอย่างเช่น ครึ่งทรงกลมหรือทรงกลมไม่สามารถทำได้ พื้นผิวดังกล่าวโค้งงอในทั้งสองทิศทาง นี่คือเหตุผลที่แผนที่โลกบิดเบี้ยว ยิ่งพื้นที่ที่แผนที่แสดงมีขนาดใหญ่เท่าใด การบิดเบี้ยวก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น พื้นผิวโลหะแผ่นที่ไม่มีแบบแบนราบจะต้องผลิตโดยการปั๊มขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์ 3 มิติ (บางครั้งอาจต้องใช้แม่พิมพ์หลายอันที่มีความลึกในการดึงและ/หรือทิศทางการดึงที่แตกต่างกัน) ซึ่งมักจะมีราคาแพงกว่า

พื้นผิวอาจประกอบด้วยส่วนย่อย หนึ่งส่วนหรือมากกว่านั้น โดยแต่ละส่วนย่อยมีระบบพิกัด UV ของตัวเอง ส่วนย่อยของพื้นผิวเหล่านี้เปรียบได้กับส่วนโค้งพหุนามหลายส่วนที่ใช้สร้างสปลายน์ทำให้สามารถแสดงพื้นผิวที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ด้วยชุดสมการที่ค่อนข้างง่ายหลายชุด แทนที่จะใช้ชุดสมการที่ซับซ้อนเพียงชุดเดียว ดังนั้น ความซับซ้อนของการดำเนินการต่างๆ เช่น การหาจุดตัดของพื้นผิว จึงสามารถลดลงเหลือเพียงการหาจุดตัดของส่วนย่อยหลายๆ ส่วนได้

พื้นผิวที่ปิดสนิทในทิศทางเดียวหรือสองทิศทาง มักจะต้องถูกแบ่งออกเป็นส่วนย่อยๆ สองส่วนขึ้นไปโดยซอฟต์แวร์

พื้นผิวและส่วนของพื้นผิวสามารถตัดแต่งได้เฉพาะที่เส้นพิกัด U และ V เท่านั้น เพื่อเอาชนะข้อจำกัดที่สำคัญนี้ พื้นผิวหน้าตัดช่วยให้สามารถจำกัดพื้นผิวให้อยู่ภายในชุดของขอบเขตที่ฉายลงบนพื้นผิวในทิศทางใดก็ได้ ตราบใดที่ขอบเขตเหล่านั้นปิดสนิทโดยรวม ตัวอย่างเช่น การตัดแต่งทรงกระบอกที่มุมหนึ่งจะต้องใช้พื้นผิวหน้าตัดดังกล่าว

พื้นผิวด้านหนึ่งอาจครอบคลุมพื้นที่ผิวหลายส่วนบนพื้นผิวเดียวกัน แต่ไม่สามารถครอบคลุมพื้นผิวหลายพื้นผิวได้

ระนาบหน้าคล้ายกับพื้นผิวหน้า แต่ถูกจำกัดด้วยชุดของขอบเขตที่ปิดสนิทซึ่งฉายไปยังระนาบอนันต์ แทนที่จะเป็นพื้นผิว

เช่นเดียวกับพื้นผิว พื้นผิวที่ปิดในทิศทางเดียวหรือสองทิศทางมักจะต้องถูกแบ่งออกเป็นพื้นผิวสองหรือมากกว่านั้นโดยซอฟต์แวร์ เพื่อรวมพื้นผิวเหล่านั้นกลับเข้าเป็นหน่วยเดียว จึงได้สร้างผิวหรือปริมาตรขึ้น ผิวคือกลุ่มของพื้นผิวที่เปิดอยู่ และปริมาตรคือกลุ่มของพื้นผิวที่ปิดอยู่ พื้นผิวที่ประกอบกันอาจมีพื้นผิวรองรับเดียวกันหรืออาจมีพื้นผิวรองรับที่แตกต่างกันก็ได้

สามารถเติมปริมาตรเพื่อสร้างแบบจำลองที่เป็นของแข็งได้ (โดยอาจหักปริมาตรส่วนอื่นๆ ออกจากภายใน) นอกจากนี้ยังสามารถปรับตำแหน่งของผิวและพื้นผิวเพื่อสร้างของแข็งที่มีความหนาสม่ำเสมอได้

โดยทั่วไปแล้ว พื้นผิวและหน้าตัดที่สร้างขึ้นบนพื้นผิวนั้นจะมีความต่อเนื่องของจุด (ไม่มีช่องว่าง) และความต่อเนื่องของเส้นสัมผัส (ไม่มีมุมแหลม) ส่วนความต่อเนื่องของความโค้ง (ไม่มีการเปลี่ยนแปลงรัศมีอย่างรวดเร็ว) อาจจะคงอยู่หรือไม่ก็ได้

อย่างไรก็ตาม ผิวและปริมาตรโดยทั่วไปมักมีความต่อเนื่องเพียงจุดเดียว มุมแหลมระหว่างพื้นผิวที่สร้างขึ้นบนฐานรองที่แตกต่างกัน (ระนาบหรือพื้นผิว) เป็นเรื่องปกติ

พื้นผิวสามารถแสดงผลได้หลายวิธี:

• โหมดโครงร่างเส้น (Wireframe mode) ในการแสดงผลแบบนี้ พื้นผิวจะถูกวาดเป็นชุดของเส้นและเส้นโค้ง โดยไม่มีการลบเส้นที่ซ่อนอยู่ขอบเขตและเส้นการไหล (เส้นโค้งไอโซพาราเมตริก) อาจแสดงเป็นเส้นทึบหรือเส้นประก็ได้ ข้อดีของการแสดงผลแบบนี้คือ สามารถแสดงและหมุนรูปทรงเรขาคณิตจำนวนมากบนหน้าจอได้โดยไม่ต้องรอการประมวลผลกราฟิก

• 
  ขอบที่ซ่อนอยู่ของโครงร่างเส้นลวด
• 
  เส้น ไอโซไลน์ UV แบบโครงร่าง

• โหมดเหลี่ยมมุม ในโหมดนี้ พื้นผิวแต่ละส่วนจะถูกวาดเป็นชุดของพื้นที่ระนาบ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า การลบเส้นที่ซ่อนอยู่มักใช้กับการแสดงผลแบบนี้ การลบเส้นที่ซ่อนอยู่แบบคงที่จะไม่ทำการอัปเดตว่าเส้นใดถูกซ่อนอยู่ระหว่างการหมุน แต่จะอัปเดตก็ต่อเมื่อรีเฟรชหน้าจอเท่านั้น การลบเส้นที่ซ่อนอยู่แบบไดนามิกจะอัปเดตเส้นโค้งใดที่ถูกซ่อนอยู่ระหว่างการหมุนอย่างต่อเนื่อง

• 
  โครงร่างพื้นผิว
• 
  เหลี่ยมเงา

• โหมดแรเงา สามารถเพิ่มแรเงาให้กับพื้นผิวได้ โดยอาจมีการผสมผสานระหว่างบริเวณต่างๆ เพื่อให้แสดงผลได้ราบรื่นยิ่งขึ้น การแรเงายังสามารถเป็นแบบคงที่หรือแบบไดนามิกได้ โดยทั่วไปแล้ว การแรเงาแบบไดนามิกจะใช้คุณภาพการแรเงาที่ต่ำกว่า ในขณะที่การแรเงาคุณภาพสูงที่มีแหล่งกำเนิดแสงหลายแหล่งพื้นผิวฯลฯ จำเป็นต้องมีการหน่วงเวลาในการเรนเดอร์

• 
  แรเงา
• 
  เส้นสะท้อน
• 
  ภาพสะท้อน

ระบบ CAD / CAMใช้พื้นผิวหลักสองประเภท:

• พื้นผิวปกติ (หรือพื้นผิวมาตรฐาน) ได้แก่ พื้นผิวที่เกิดจากการหมุน เช่น ทรงกระบอก ทรงกรวย ทรงกลม และทรงโดนัท และพื้นผิวที่ลากเส้นตรง (เป็นเส้นตรงในทิศทางเดียว) เช่น พื้นผิวที่เกิดจากการอัดขึ้นรูป
• พื้นผิวแบบอิสระ (โดยปกติคือ NURBS ) ช่วยให้สามารถแสดงรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้นผ่านการสร้างแบบจำลองพื้นผิวแบบอิสระได้^{[ 1 ]}

รูปแบบพื้นผิวอื่นๆ เช่นเหลี่ยมมุมและว็อกเซลก็ถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันเฉพาะบางอย่างเช่นกัน

ในวิศวกรรมช่วยคอมพิวเตอร์และการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัดวัตถุอาจถูกแทนด้วยตาข่ายพื้นผิวของจุดโหนดที่เชื่อมต่อกันด้วยรูปสามเหลี่ยมหรือรูปสี่เหลี่ยม ( ตาข่ายรูปหลายเหลี่ยม ) การใช้ ตาข่ายทึบจะให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำกว่า แต่ก็ใช้ทรัพยากร CPU มากกว่าเช่นกันกระบวนการสร้างตาข่ายเรียกว่า การแบ่งส่วน ย่อย (tessellation ) เมื่อแบ่งส่วนย่อยแล้ว ตาข่ายสามารถนำไปทดสอบด้วยแรงเค้น ความเครียด ความแตกต่างของอุณหภูมิ ฯลฯ เพื่อดูว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นแพร่กระจายจากจุดโหนดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งทั่วทั้งตาข่ายอย่างไร

ในความเป็นจริงเสมือนและแอนิเมชั่นคอมพิวเตอร์วัตถุอาจถูกแสดงด้วยพื้นผิวตาข่ายที่ประกอบด้วยจุดเชื่อมต่อด้วยรูปสามเหลี่ยมหรือรูปสี่เหลี่ยม หากเป้าหมายคือการแสดงเฉพาะส่วนที่มองเห็นได้ของวัตถุ (และไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงของวัตถุ) ตาข่ายทึบจะไม่มีประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันนี้ รูปสามเหลี่ยมหรือรูปสี่เหลี่ยมแต่ละรูปสามารถแรเงาได้แตกต่างกันขึ้นอยู่กับทิศทางที่หันเข้าหาแหล่งกำเนิดแสงและ/หรือผู้ดู ซึ่งจะทำให้ดูเป็นเหลี่ยมมุม ดังนั้นจึงมักมีการเพิ่มขั้นตอนเพิ่มเติมในการผสมผสานการแรเงาของบริเวณที่อยู่ติดกันเพื่อให้ได้การแรเงาที่เรียบเนียน มีหลายวิธีในการดำเนินการผสมผสานนี้

• แอนิเมชั่น
• การแสดงขอบเขต
• พื้นผิวดิจิทัล
• แบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล
• การสร้างตาข่าย
• พื้นผิวพาราเมตริก

• 3D-XplorMath: โปรแกรมสำหรับแสดงภาพพื้นผิวหลายประเภทในโหมดโครงร่างเส้น (wireframe), โหมดแพทช์ (patch) และโหมดอนาไกลฟ์ (anaglyph)