Ich habe gerade einen Shader geschrieben und es getestet.
Wie es scheint werden wirklich alle 256 verschiedenen Farbstärken korrekt dargestellt, zumindest bei mir.
Augenscheinlich war die Einstellung meines Grafikprogramms beim ersten Test für den Fehler verantwortlich, durch Kompression oder sonstiges wurden wohl mehrere Farben welche zu nah aneinander lagen zusammen gelegt.
Vielen Dank für die Antworten.