Первое, что пришло в голову:
1) Делаем битмэп с единицами там, где мы хотим иметь центр скопления (можно также рисовать окружности, спирали итд итп)
2) Строим 2д карту вероятности появления точки путем нахождения минимального расстояния до ближайшей единицы на битмэпе для каждого пикселя
3) Для каждого пикселя изображения ставим ставим точку с вероятностью, полученной в пункте 2
Первый шаг — это ваш вход, второй шаг считается очень быстро, если делать это приближенно, третий шаг можно замечательно распараллелить.
Если хочется получить кластеры, можно применять алгоритм итеративно и случайным образом рассчитывать параметры «точки» радиус, скорость затухания, яркость, цвет итд итп.