Scusa l'ignoranza in materia, ma l'ultima immagine che hai postato è 3D, non 2D.
Una superfice 2D è una superficie piana, quella lì è tutto fuorché piana.
È una superficie, ovvero un oggetto bidimensionale (=senza spessore), in questo caso immerso in uno spazio tridimensionale.
Amaro C++, il gusto pieno dell'undefined behavior.