Существует семейство алгоритмов под названием
Convex Hulling, позволяющих с требуемой точностью обернуть изображение в примитив.
Полученный контур примитива уже можно использовать для заполнения коллайдерами, тоже с требуемой точностью.
Для заполнения примитива коллайдерами может подойти алгоритм из семейства
Bin Packing. Они позволяют учитывать перекрытие и неточность заполнения контура.
В результате, при подборе реализаций и при подстройке критериев ты можешь получить результат, сравнимый с приведенными на изображениях.
Однако, лично я рекомендовал бы остановиться уже на контуре примитива изображения. Если это все действительно коллайдеры, то проверка одного замкнутого многоугольника будет дешевле проверки потенциально бесконечной коллекции окружностей.