可视媒体主要包括图像和视频，具有直观、生动、有趣等特点，与文字相比能更加有效地向人们传达信息。在过去，传统的可视媒体来源有手工绘画、印刷等，载体有纸、胶片等。由于传统可视媒体生产和保存成本较高，并且缺乏有效的重用手段，使得可视媒体的作用未能得到全面的发挥。而如今，随着信息技术和互联网的不断发展，各类数码设备的出现降低了生产成本，互联网的普及也使得可视媒体的媒介本质得到了充分的发挥。可视媒体已成为最重要的信息载体之一，在人们的生产和生活中应用日益广泛，并且对其需求越来越大。因此，研究针对可视媒体素材的编辑工具集具有非常现实而重要的意义。然而已存在的可视媒体素材编辑工具由于商业竞争、软件定位等原因，并不能很好地整合可视媒体素材的编辑、管理和便捷的系统二次开发的综合功能。另一方面，CPU的计算性能受到材料、工艺、散热等多方面的制不能继续按摩尔定律提高，人们开始转变思路，朝多组件并行运算的方向发展。而随着GPU架构的日渐成熟，其强大的并行计算性能越来越受到人们的重视。针对以上问题，本文研究基于GPU的可视媒体素材编辑系统，旨在给出一个具有基本的管理功能和素材编辑功能的平台，并给开发者提供便捷的开发框架，便于在该系统上进行基于GPU的可视媒体编辑算法的实现。本文首先介绍可视媒体和并行计算的相关背景，特别分析了对可视媒体编辑的强烈需求和目前已有工具存在的问题以及并行计算的重要性。接着从发展历史、架构、基本思想等方面详细地介绍了基于GPU的通用计算即GPGPU的相关技术和背景，以及可视媒体编辑重要领域之一的非真实感绘制的相关技术。随后对目前的基于GPU的可视媒体素材编辑系统的需求进行了详细的分析，并在此基础上给出系统各个模块的设计和基本实现思想，并具体分析了GPGPU框架的设计和具体实现。在系统的应用部分，本文以卡通风格化算法为例，给出了算法分析和在系统上的具体实现，并将本文的结果与其他方法进行了对比分析。最后从系统设计和实验结果来看，本文实现的基于GPU的可视媒体素材编辑系统具有基本的素材管理和丰富的编辑功能，而特别对于开发人员具有良好的可扩展性和便捷的开发框架，具有很好的应用前景。