Почему чем менее насыщенный цвет на фотографии, тем больше полутонов и больше детализация?

Это утверждение в общем случае неверно. Но на посредственном мониторе это так, потому что у посредственного монитора страдает разборчивость в светах и тенях, а насыщенный цвет -- это такой, у которого (в RGB, а все мониторы -- это RGB-устройства) число max{R,G,B}-min{R,G,B} близко к максимальному значению в канале, т. е. разборчивость страдает в двух каналах из трёх. На хорошем (т. е., в частности, правильно настроенном) мониторе (где нет проблем с разбором светов и теней), но где разрядность в каждом канале ограничена небольшим числом бит (например, 8) ситуация в своем предельном случае (т. е. если сравнивать изображение с насыщенными цветами и черно-белое) противоположна: просто даже при идеальной разборчивости монитор может отобразить всего 256 оттенков серого, но несравненно больше цветов, даже насыщенных. Есть ещё обстоятельство, связанное с воспроизведением насыщенных зелёных и сине-зелёных. Причины, по которым разбор этих насыщенных оттенков затруднён, уведут нас очень далеко в физиологию зрения и в принципы синтеза света, но примите на веру, что цветовой RGB-куб транслируется в некоторое тело в xyY, и у этого тела зелёный "угол" срезан. От этой проблемы нас защищает то, что таких цветов просто нет в самом распространенном цветовом пространстве, в котором кодируются большинство изображений для воспроизведения -- в sRGB, но, во-первых, иногда случается работать в цветовых пространствах шире, чем sRGB, с изображениями, где эти цвета есть, а во-вторых, даже в sRGB у посредственных мониторов наблюдаются большие проблемы с отображением насыщенных зелёных и сине-зелёных.

... странный вывод. бездоказательный.
Давайте обсудим это на примерах, которые вы покажете

Когда какой-то цвет ПЕРЕнасыщен, это действительно значит потерю информации, но только если ПЕРЕнасыщен:

Контрастность убавляется, получается больше полутонов