Прошу прощения за задержку с ответом, отсутствовал в городе, стране и интернете.

Давайте начнем со второго вопроса: площади отдельных пикселов (зеленых, красных, синих) - одинаковы. Следовательно, количество света, попадающего на отдельный пиксель - тоже одинаково и сигнал с пикселя при "равной плотности фильтров" для данного освещения - тоже должен быть одинаков. На самом деле, откуда берется разбаланс - вполне понятно. Синий канал малочувствителен "от бедности", а баланс красного-зеленого подбирается так, чтобы и в искусственном освещении (где красный преобладает, но вообще света мало) получать приличную картинку.

Теперь про фильтр. Естественно, если света недостаточно, то от него будет только вред. Предполагается, что света хватает, мы ставим фильтр и одновременно увеличиваем экспозицию, чтобы каналы были экспонированы близко (по белому). В естественном освещении света обычно достаточно, а в искусственном - нужен другой фильтр.