Если у Вас есть риск, что из-за высокой плотности заполнения возникает проблема уместить все объекты, то это "3D bin packing problem". Задача NP-полная, материалов по ее решениям много - в основном эвристики.
Масса идей есть вот
здесь.
После плотной упаковки (когда первая часть задачи "поместить всё" - решена) можете "порастаскивать" случайным образом объекты чтобы придать хаотичность.