El fotograma per segon (FPS) és la unitat de mesura que indica la freqüència a la qual un reproductor o un enregistrador d'imatges genera els diferents fotogrames, rep aquest nom perquè determina el nombre d'imatges que apareixen en un sol segon. Quant a contingut digital també s'utilitza la unitat hertz (Hz). Com a norma general, en cinema es fan servir habitualment 24 fotogrames per segon, mentre que el sistema PAL de televisió en fa servir 25 i el NTSC en fa servir 30 convencionals (29,97). En informàtica, aquests fotogrames es troben construïts per un nombre determinat de píxels. Els FPS són inversament proporcionals al nombre de píxels de cada fotograma, ja que es necessita més temps de processament per a cada fotograma a mesura que n'augmenta el nombre de píxels. L'encarregada de dur a terme aquesta operació en un ordinador és l'anomenada targeta gràfica.
La interfície entre el cervell i la visió de l'ésser humà pot processar de 10 a 12 imatges separades per segon percebent-les individualment (si s'excedeix aquest nombre les percebrà com a moviment). El llindar de la visió humana varia, la percepció varia depenent del que s'estigui mesurant.
Quan es visualitza una sèrie d'imatges il·luminades, la gent comença a notar petites interrupcions en la foscor: si són aproximadament de 16 mil·lisegons o més llargues, els observadors poden recordar una imatge específica en una sèrie ininterrompuda d'imatges, cadascuna de les quals dura aproximadament 13 mil·lisegons.
Quan es dona una estímul molt petit d'un sol mil·lisegon, la gent reporta una durada entre 100 ms i 400 ms gràcies a la persistència de la visió en el còrtex visual. Això pot causar que les imatges percebudes en aquesta durada semblin un sol estímul, com ara una llum verda de 10 ms immediatament després d'una llum vermella de 10 ms es percebran com una sola llum de color groc. La persistència de la visió també pot crear la il·lusió de continuïtat, permetent que una sèrie d'imatges immòbils donin la impressió de moviment.
Aquesta mesura, anomenada FPS, és la que dona peu al cinema, quan amb l'encadenament de fotografies d'una manera prou ràpida i l'ajuda d'un obturador es va aconseguir crear sensació de moviment. A través dels experiments i invencions de grans pioners com Eadweard Muybridge (Zoopraxiscopi) o Étienne-Jules Marey (Escopeta fotogràfica) s'aconsegueixes sistemes com el cinematògraf que són capaços de projectar i enregistrar a velocitats suficients per a convertir l'estaticisme en un moviment natural.
Thomas Edison va dir que 46 quadres per segon era el mínim perquè el còrtex visual el captés com a moviment, però a través de l'estudi de l'anomenada persistència visual, una propietat del sistema visual humà que ens permet retenir les imatges que veiem unes fraccions de segon, s'arriba a la conclusió que el límit perquè un seguit d'imatges exposades en un segons ens donin sensació de moviment són 12 fotogrames. Fou llavors quan es decideixen adoptar diferents taxes segons la tecnologia de l'època.
Durant els principis del cinema mut s'estableix un estàndard de 16 a 24 fotogrames per segon. Tanmateix, al variar els FPS segons la manivela que s'accionava de manera manual, hi havia variacions durant la projecció i enregistrament. De fet, alguns cineastes aprofitaven aquesta propietat per a alterar la velocitat, i per tant ritme, de la pel·lícula d'acord amb allò que succeïa. Els operadors de càmera podien canviar també la taxa de refresc als cinemes ajustant el reòstat que controla el voltatge i donant més potència al mecanisme que girava el rodet al projector.
Per a naturalitzar el moviment, els enregistraments es projectaven a una velocitat superior a la que estaven gravats, nogensmenys, el moviment no acabà de ser fluid. Fou per aquesta raó que amb el pas del temps aparegueren projectors amb obturadors dobles o triples, multiplicant així per dos i tres, respectivament, la taxa de refresc de la imatge. Entre la meitat i finals dels anys 1920 la taxa de refresc va augmentar a una velocitat d'entre 20 i 26 FPS.
Amb l'aparició del cinema sonor l'any 1926 la capacitat de variar la taxa de FPS durant un enregistrament es veu restringida pel factor que l'oïda humana detecta fàcilment els canvis de velocitat en el so, provocant una experiència sonora desagradable. Molts cinemes projectaven les pel·lícules a una velocitat entre 22 i 26 FPS; per això es va triar una velocitat de 24 FPS. Des de 1927 fins a 1930, com diversos estudis havien actualitzat l'equipament, la taxa de 24 FPS es va convertir en un estàndard per als films de 35&nbps;mm amb so. Fou llavors quan s'adopta com a base la mesura de 24 fotogrames per segon, una velocitat que dobla el límit de la sensació de moviment, donant peu a un seguit d'imatges suficientment fluid, i que no infla els costos de producció.
Amb la conversió d'enregistrament analògic a digital i els nombrosos avenços tecnològics durant els anys apareixen càmeres capaces d'enregistrar a altes tasses de fotogrames per segon, així com programes d'edició que fan del muntatge un món amb moltes més opcions.
Un camp on més repercussió tenen els FPS és a l'edició (o postproducció), on interessa treballar amb fotogrames alts per a tenir més versatilitat a l'hora d'incloure càmeres lentes o ràpides. Com més fotogrames tinguem aconseguirem una càmera lenta més fluida, ja que aquesta consisteix a separar els fotogrames i prolongar la seva duració. Si gravem a 25 fotogrames per segon i volem fer una càmera el doble de lenta obtindrem un vídeo a uns 12FPS, el qual serà poc fluid. En canvi, si gravem a 60 FPS, la càmera lenta estarà formada per 30 FPS.
A més, a diferència de les pel·lícules sonores de principis dels anys trenta, amb els programes d'edició ens assegurem que els fotogrames siguin constants, amb l'opció de variar-ne la taxa a l'hora de renderitzar. Òbviament, també aconseguim la independència del canal de vídeo i el de àudio.
No obstant, gravar a alts fotogrames té els seus inconvenients. En primer lloc, el volum: com més fotogrames més informació i per tant més ocupa allò gravat. Seguidament, el preu: poques càmeres DSLR graven a més de 60FPS, ja que suposa una gran demanda de potència i resulta impossible gravar a una alta resolució i a un alt nombre de fotogrames sense pagar grans quantitats
El cinema actual generalment fa servir una velocitat de 24 fotogrames per segon per qüestions econòmiques, relacionades amb l'espai que ocupen les gravacions i la sensació en veure la pel·lícula. De fet, algunes pel·lícules que han apostat recentment pels 48FPS com el Hobbit, han rebut queixes d'espectadors al tenir una sensació estranya en veure-la.
En el món dels videojocs els fotogrames s'han de crear des de zero. Aquests es generen en temps real a la targeta gràfica de l'ordinador o consola, la qual intenta generar el màxim nombre de fotogrames possibles. Factors com la resolució, la potència de la targeta gràfica o tècniques de processament en temps real determinaran el nombre de FPS que obtenim i, en conseqüència, afavoriran o empitjoraran la nostra experiència.
Curiosament, en el aquest àmbit, el límit de la sensació de moviment no se situa als 12 fotogrames per segon. En ser una experiència interactiva, es necessita un frame rate (taxa de refresc) estable que superi els 30FPS. De fet, en aquest cas afecta més al rendiment dels videojocs la quantitat de fotogrames que la resolució a la que es juga, ja que si, per exemple, doblem la quantitat de fotogrames, la targeta gràfica haurà de generar el doble de píxels.
En les consoles de nova generació (playstation 4 i xbox one) la majoria de jocs té una taxa de frames de 30FPS, sent taxes de frames superiors excepcionals . Això genera certa crítica per part dels usuaris, que consideren que la taxa de FPS hauria de ser de 60FPS (és la taxa en la qual es mouen alguns jocs, com per exemple els de la saga "call of duty". El cert és que la taxa de FPS, en alguns jocs, és important que sigui alta, perquè acaba influint en la jugabilitat.
Finalment, relacionar que la quantitat de fotogrames que podem obtenir dependrà de la potència de l'aparell que fem servir. En el cas de les consoles (com és el cas de PlayStation 4 o Xbox One) totes generen el mateix nombre perquè comparteixen les mateixes característiques, mentre que en el món de la informàtica dependrà de tots els components que formin el nostre ordinador. És per aquesta raó que en PC, els jocs solen oferir més opcions avançades segons la capacitat de l'ordinador.
Hi ha tres taxes principals de refresc a la televisió i el cinema digital. També hi ha moltes variacions i, al mateix temps, sorgeixen nous estàndards.
Quan és transferit a la televisió en un format NTSC (National Television System Committee), la taxa és efectivament posada a una velocitat més lenta de 23.976 FPS (24x1000÷1001 per ser exactes) i quan és transferit en un format PAL (Phase Alternating Line) o SECAM (Séquentiel couleur à mémoire) s'accelera a una velocitat de 25 FPS. Les càmeres de 35 mm utilitzen una taxa estàndard de 24 FPS, encara que moltes càmeres ofereixen una taxa de 23.976 per a la televisió en format NTSC i 25 per al format PAL/SECAM. La taxa més comuna de 24 FPS es va convertir en l'estàndard predeterminat per a films amb so a mitjans dels anys 20.
Pràcticament tots els dibuixos fets a mà estaven dissenyats per a ser projectats a una velocitat de 24 FPS. Sorprenentment, els dibuixos a mà que mostren una sola imatge per segon són molt costosos, fins i tot, per les pel·lícules d'alt pressupost. De fet, les animacions a mà mostren dues vegades la mateixa imatge, el que vol dir que mostren únicament 12 imatges. Hi ha films que mostren 4 vegades la mateixa imatge, la qual cosa vol dir que només es mostren sis imatges.