非真实感绘制指的是利用计算机生成不具有照片般真实感，而具有手绘风格的图形的技术。其目标不在于图形的真实性，而主要在于表现图形的艺术特质、模拟艺术作品或作为真实感图形的有效补充。近年来，NPR已成为计算机图形学领域一个新的研究热点，其应用也越来越广泛。 本文首先综述性的介绍了NPR的概念、定义和应用领域，在概括NPR绘制方法的基础上，阐述NPR算法具有计算密集的特点并分析其原因。加速计算密集型应用的一个途径是使用硬件，文中分析比较了常见的硬件加速方法的特点和加速性能，重点说明使用FPGA来加速NPR的理论依据：(1)FPGA有优良加速性能；(2)其可编程的特征适合开发NPR算法硬件包，作为ASIC的原型设计基础；(3)目前未见将FPGA应用于NPR的研究报道。 其次，本文在综述基于FPGA的可重构计算系统的概念、原理和应用的基础上，着重论述了可重构系统的基本设计技术。其中最重要的流水线阵列和并行阵列处理技术在本文的研究中得到充分的应用，通过分析应用中的并行性和提取可能的流水线特征，在各个层面上使用了这种技术。另外，存储空间优化、电路简化等硬件优化技术也应用到了本文的研究中。 最后，详细讨论本文的研究重点，即基于FPGA加速非真实感绘制速度。其中，在基于FPGA进行铅笔画绘制算法结构设计及优化的研究中，提出了一种基于FPGA把输入图像或视频处理为铅笔画效果后输出的方法，该方法基于一个公式把源图像的灰度信息、边缘信息和一幅噪音图像融合在一起。在此方法探索中，先对铅笔画生成算法作并行性分析，得到适用于FPGA的算法后，在此基础上应用硬件特有的流水线乘法技术进行优化以提高硬件系统的处理速度。另外，在基于FPGA进行油画绘制算法结构设计及优化的研究中，提出了三种油画绘制方法并作并行性分析设计。(1)在基于统计的绘制方法中主要应用了流水线阵列技术。(2)在基于随机笔刷的绘制方法中主要应用了并行阵列技术。(3)在基于树的油画绘制方法中进行了软硬件的协同设计。在上述研究中，除了最大化应用的并行执行特征外，还进行了存储的优化，权衡存储空间和性能的关系。