1)反転曲面

 曲面S上の動点Pと半径 r の球の中心Oとを結ぶ直線上にあって、OP・OQ=pow(r,2) となる点Qが描く曲面です。
 球の中心Oを反転の中心と呼びます。
 曲面Sと曲面Wがあるとき、曲面Sの反転曲面が曲面Wならば、曲面Wの反転曲面は曲面Sになります。

 Qの座標はQ=K(P-O)+O , K=pow(r/‖P-O‖,2)となるので、径数形式の曲面S(u,v)の反転曲面W(u,v)は、W(u,v)=K(S(u,v)-O)+O , K=pow(r/‖S(u,v)-O‖,2)となります。

 半径がrで中心がO(Ox,Oy,Oz)の球に関する動点P(Px,Py,Px)の反転を、Q(Qx,Qy,Qz)として、ベクトルの成分で表せば、Qx=K(Px-Ox)+Ox , Qy=K(Py-Oy)+Oy , Qz=K(Pz-Oz)+Oz
K=pow(r,2)/(pow(Px-Ox,2)+pow(Py-Oy,2)+pow(Pz-Oz,2)) になります。