Spectra of feather samples are impacted by the substrate color against which they are measured

Abstract

ABSTRACT Many studies of animal and plumage coloration use spectrometry to obtain objective measurements of colorful traits. Objective measurements of plumage color are particularly important as the avian visual system is distinct from our own and subjective color assessment by researchers can miss important color variation or signals. As spectrometry has become one of the preferred methods of color measurement, appropriate methodologies and reporting standards have refined and improved the technique as well as increased our ability to make comparisons across studies. Here, we investigate another important methodological decision by examining how the background color against which feather samples are measured impacts the reflectance spectra and color descriptors commonly extracted from those spectra. We used feather samples collected from Eastern Bluebirds (Sialia sialis) and Barn Swallows (Hirundo rustica erythrogaster) to determine how black and white backgrounds influence color measurements. We measured the same feather sample in the same arrangement against a white index card and a piece of black cardstock and found that measurements taken against a white background tended to yield higher reflectance curves, which also resulted in significant differences in some color descriptors. Lightly colored, wispy, and small feathers seem to be particularly susceptible to background color effects. Thus, researchers using spectrometry to measure colorful traits should carefully consider the background against which they are taking measurements as white backgrounds tend to increase reflectance and certain feather colors or morphology (light and wispy) may be particularly susceptible to spectral contamination. RESUMEN (Spanish) Muchos estudios sobre coloración animal y del plumaje utilizan la espectrometría para obtener medidas objetivas de rasgos de color. Las medidas objetivas del color del plumaje son particularmente importantes debido a que el sistema visual de las aves es distinto del nuestro y la evaluación subjetiva del color por parte de los investigadores puede omitir algunas variaciones importantes del color o en señales de color. A medida que la espectrometría se ha convertido en uno de los métodos preferidos para medir el color, las metodologías apropiadas y los estándares para reportarlo se han ido refinando y mejorando su técnica, además de incrementar nuestra capacidad para realizar comparaciones entre estudios. En este trabajo investigamos otra decisión metodológica importante a la hora de examinar cómo el color del fondo contra el que se miden las muestras de afecta el espectro de reflectancia y a los descriptores de color comúnmente extraídos de dichos espectros. Usamos muestras de plumaje recolectadas de azulejos (Sialia sialis) y golondrinas (Hirundo rustica erythrogaster) para determinar cómo un fondo blanco y uno negro influyen en las medidas de color. Medimos la misma muestra de plumas en la misma disposición contra una tarjeta de cartulina blanca y una tarjeta negra, y encontramos que las medidas tomadas contra un fondo blanco tendían a producir curvas de reflectancia más altas, lo que también produjo diferencias significativas en los descriptores de color. Las plumas pequeñas, delgadas y de colores claros parecen ser particularmente susceptibles a los efectos del color del fondo. Por lo tanto, los investigadores que utilizan la espectrometría para medir rasgos de color deben considerar con cuidado el fondo contra el cual están tomando medidas, debido a que los fondos blancos tienden a aumentar la reflectancia y ciertos colores o morfologías (ligeras y tenues) de plumas pueden ser particularmente susceptibles a la contaminación espectral. Palabras clave: coloración animal coloración del plumaje espectrometría medición del color métodos reflectancia